DE60306918T2

DE60306918T2 - Substituierte, ringkondensierte imidazolderivate: gabaa-rezeptorliganden

Info

Publication number: DE60306918T2
Application number: DE60306918T
Authority: DE
Inventors: D. George Clinton MAYNARD; Jun Guilford YUAN; P. George Clinton LUKE; Kevin North Branford CURRIE
Original assignee: Neurogen Corp
Current assignee: Neurogen Corp
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2023-05-16
Also published as: US6916827B2; DE60306918D1; AU2003237881A1; WO2003097643A1; ATE333455T1; US20040014780A1; JP2006502974A; ES2273008T3; CA2486339A1; EP1506194A1; EP1506194B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf substituierte ringkondensierte Imidazolderivate. Spezieller bezieht sie sich auf ringkondensierte Imidazolylmethylimidazolverbindungen. Die Erfindung bezieht sich ebenso auf pharmazeutische Zusammensetzungen, umfassend diese Verbindungen, und auf die Verwendung dieser Verbindungen bei der Behandlung von Krankheiten des Zentralnervensystems (ZNS).
QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung 60/381,302, eingereicht am 17. Mai 2002.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die GABA_A-Rezeptor-Überfamilie stellt eine der Klassen von Rezeptoren dar, mittels dessen der hauptinhibierende Neurotransmitter, γ-Aminobuttersäure, oder GABA, agiert. Weit, aber ungleichmäßig durch das Säugergehirn verteilt vermittelt GABA viele seiner Wirkungen durch einen Komplex aus Proteinen, genannt GABA_A-Rezeptor, der Alteration der Chloridleitfähigkeit und Membranpolarisation verursacht. Zusätzlich dazu, daß er eine Stelle der Neurotransmitterwirkung ist, bindet eine Anzahl an Arzneimitteln, einschließlich der anxiolytischen und sedierenden Benzodiazepine, an diesen Rezeptor. Der GABA_A-Rezeptor umfaßt einen Chloridkanal, der sich im allgemeinen, aber nicht ausnahmslos, als Reaktion auf GABA öffnet, wodurch Chlorid in die Zelle eindringen kann. Dies bewirkt wiederum ein Verlangsamen der neuronalen Aktivität durch Hyperpolarisation des Zellmembranpotentials.
GABA_A-Rezeptoren bestehen aus fünf Proteinuntereinheiten. Eine Vielzahl von cDNAs für diese GABA_A-Rezeptoruntereinheiten sind geklont und ihre primären Strukturen bestimmt worden. Während sich diese Untereinheiten ein Grundstrukturprinzip von 4 membranspannenden Helices teilen, gibt es eine ausreichende Sequenzdiversität, um diese in mehrere Gruppen zu klassifizieren. Bis heute sind mindestens 6α-, 3β-, 3γ-, 1ε-, 1δ- und 2ρ-Untereinheiten identifiziert worden. Native GABA_A-Rezeptoren bestehen typischerweise aus 2α-, 2β- und 1γ-Untereinheiten (Pritchett & Seeburg Science 1989; 245: 1389 – 1392, und Knight et. al., Recept. Channels 1998; 6: 1 – 18). Verschiedene Beweisketten (wie Message-Verteilung, Genomlokalisierung und Ergebnisse biochemischer Studien) lassen darauf schließen, daß die hauptsächlich natürlich vorkommenden Rezeptorkombinationen α₁β₂γ₂, α₂β₃γ₂, α₃β₃γ₂ und α₅β₃γ₂ (Mohler et al. Neuroch. Res. 1995; 20(5): 631 – 36) sind.
Die GABA_A-Rezeptor-Bindungsstellen für GABA (2 pro Rezeptorkomplex) werden durch Aminosäuren aus den α- und β-Untereinheiten gebildet. Aminosäuren aus den α- und β-Untereinheiten bilden zusammen eine Benzodiazepinstelle pro Rezeptor. Benzodiazepine üben ihre pharmakologischen Wirkungen durch Interaktion mit den Benzodiazepinbindungsstellen, die mit dem GABA_A-Rezeptor in Verbindung stehen, aus. Zusätzlich zu der Benzodiazepinstelle (manchmal als der Benzodiazepin- oder BDZ-Rezeptor bezeichnet) enthält der GABA_A-Rezeptor Interaktionsstellen für mehrere andere Klassen von Arzneimitteln. Diese umfassen eine Steroidbindungstelle, eine Picrotoxinstelle und eine Barbituratstelle. Die Benzodiazepinstelle des GABA_A-Rezeptors ist eine deutlich ausgeprägte Stelle an dem Rezeptorkomplex, die nicht mit der Interaktionsstelle für andere Klassen von Arzneimitteln, die an den Rezeptor binden, oder für GABA überlappt (siehe beispielsweise Cooper, et al., The Biochemical Basis of Neuropharmacology, 6. Aufl., 1991, S. 145 – 148, Oxford University Press, New York).
Bei einem klassischen allosterischen Mechanismus erhöht das Binden eines Arzneimittels an die Benzodiazepinstelle die Affinität des GABA-Rezeptors für GABA. Benzodiazepine und verwandte Arzneimittel, die die Fähigkeit von GABA, die GABA_A-Rezeptorkanäle zu öffnen, erhöhen, sind bekannt als Agonisten oder Teilagonisten in Abhängigkeit des Niveaus an GABA-Erhöhung. Andere Klassen an Arzneimitteln, wie β-Carbolin-Derivate, die dieselbe Stelle einnehmen und die Wirkung von GABA negativ modulieren, werden inverse Agonisten genannt. Es existiert eine dritte Klasse von Verbindungen, die dieselbe Stelle wie sowohl die Agonisten als auch die inversen Agonisten einnimmt und außerdem wenig oder keinen Einfluß auf die GABA-Aktivität hat. Diese Verbindungen werden jedoch die Wirkung der Agonisten oder inversen Agonisten blockieren und werden daher als GABA_A-Rezeptor-Antagonisten bezeichnet.
Die wichtigen allosterischen Modulationswirkungen von Arzneimitteln, die an der Benzodiazepinstelle wirken, wurden früh erkannt, und die Verteilung von Aktivitäten bei unterschied lichen Subtyprezeptoren ist ein Bereich intensiver pharmakologischer Entdeckungen gewesen. Agonisten, die an der Benzodiazepinstelle agieren, zeigen bekanntermaßen anxiolytische, sedative und hypnotische Wirkungen, während Verbindungen, die als inverse Agonisten an dieser Stelle agieren, anxiogene, wahrnehmungssteigernde und krampffördernde Wirkungen hervorrufen. Während Benzodiazepine lange pharmazeutische Verwendung als Anxiolytika genossen, ist es bekannt, daß diese Verbindungen eine Vielzahl von unerwünschten Nebenwirkungen zeigen. Diese können Wahrnehmungsbeeinträchtigung, Sedierung, Ataxie, Potenzierung von Ethanolwirkungen und eine Tendenz für Toleranz und Abhängigkeit von Arzneimitteln umfassen.
GABA_A-selektive Liganden können ebenso die Wirkungen von bestimmten anderen ZNS-Wirkstoffen potenzieren. Beispielsweise gibt es einen Beweis dafür, daß selektive Serotoninwiederaufnahmeinhibitoren (SSRIs) größere antidepressive Aktivität zeigen können, wenn sie in Kombination mit GABA_A-selektiven Liganden verwendet werden, als wenn sie allein verwendet werden.
Benzimidazole, Pyridylimidazole und verwandte bicyclische Heteroarylverbindungen werden in WO 02/50062 offenbart. Die Verbindungen binden mit hoher Selektivität und hoher Affinität an die Benzodiazepinstelle von GABA_A-Rezeptoren. Pharmazeutische Zusammensetzungen, umfassend diese Verbindungen und die Verwendung dieser Verbindungen bei der Behandlung von bestimmten Krankheiten des Zentralnervensystems (ZNS) werden ebenso beschrieben. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I werden zusammen mit der Verwendung von Benzimidazolen, Pyridylimidazolen und verwandten bicyclischen Heteroarylverbindungen in Kombination mit einem oder mehreren anderen ZNS-Mitteln offenbart, um die Wirkungen der anderen ZNS-Mittel zu potenzieren. Diese Verbindungen sind als Sonden für die Lokalisierung von GABA_A-Rezeptoren in Gewebeschnitten nützlich.
Weitere Verbindung werden in WO 96/39404 offenbart. Die Verbindungen sind stark selektive Agonisten, Antagonisten oder inverse Agonisten für GABA_A-Gehirnrezeptoren oder Prodrugs von Agonisten, Antagonisten oder inversen Agonisten für GABA_A-Gehirnrezeptoren. Diese Verbindungen sind bei der Diagnose und Behandlung von Angst-, Schlaf- und Krampfleiden, Überdosis mit Benzodiazepinarzneimitteln und zur Steigerung des Gedächtnisses nützlich.
WO 97/26243 offenbart Verbindungen, die stark selektive Agonisten, Antagonisten oder inverse Agonisten für GABA_A-Gehirnrezeptoren sind. Diese Verbindungen sind bei der Diagnose und Behandlung von Angst-, Schlaf- und Krampfleiden, Überdosis mit Benzodiazepinarzneimitteln und zur Steigerung des Gedächtnisses nützlich.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung stellt substituierte ringkondensierte Imidazolderivate bereit. Die Verbindungen der Erfindung binden an GABA_A-Rezeptoren, einschließlich menschliche GABA_A-Rezeptoren, und agieren als Agonisten, Antagonisten oder inverse Agonisten von diesen Rezeptoren. Diese Verbindungen sind daher bei der Behandlung einer Vielzahl von ZNS-Störungen nützlich. Bevorzugte Verbindungen binden mit hoher Selektivität und/oder hoher Affinität an GABA_A-Rezeptoren.
In einem breiten Aspekt stellt die Erfindung Verbindungen, dargestellt durch die Formel I, und ihre pharmazeutisch zulässigen Salze oder Prodrugs bereit.
In Formel I:
stellt R₁ 5- bis 10-gliedriges Aryl oder Heteroaryl dar, das unsubstituiert oder mit 1 bis 4 unter R₅ unabhängig ausgewählten Gruppen substituiert ist;
stellt R₂ C₁-C₈-Alkyl, C₂-C₈-Alkenyl, C₂-C₈-Alkinyl, C₃-C₁₀-Cycloalkyl oder (C₃-C₁₀-Cycloalkyl)-C₁-C₈-alkyl dar, von denen jedes unsubstituiert oder mit 1 bis 3 unter R₅ unabhängig ausgewählten Substituenten substituiert ist;
entweder: (a) A CH₂ ist und B NR₃ oder CR₃R₆ ist; oder
(b) B CH₂ ist und A NR₃ oder CR₃R₆ ist;
ist R₃ ausgewählt unter:
(a) Wasserstoff, Halogen, Nitro und Cyano; und
(b) Gruppen der Formel:
worin:
(i) G eine Bindung, C₁-C₈-Alkylen, -NH-, -N(R_B)-, -(R_B)N-, -O-, -C(=O)-, -C(=O)NH-, -C(=O)NR_B-, -S(O)_m-, -CH₂C(=O)-, -S(O)_mNH-, -S(O)_mNR_B-, -NHC(=O)-, -C(=NR_B)-, HC=N-, -NR_BC(=O)-, -NHS(O)_m- oder -NR_BS(O)- ist;
(ii) R_A und R_B unabhängig ausgewählt sind unter C₁-C₈-Alkyl, C₂-C₈-Alkenyl, C₂-C₈-Alkinyl und 3- bis 12-gliedrigen gesättigten, teilweise ungesättigten und aromatischen Carbocyclen und Heterocyclen mit 1 Ring oder 2 kondensierten, aneinanderhängenden und/oder Spiro-Ringen, von denen jeder unsubstituiert oder mit 1 bis 4 unter R₅ unabhängig ausgewählten Substituenten substituiert ist; und
(iii) m 0, 1 oder 2 ist;
unter der Bedingung, daß, wenn A oder B NR₃ ist, R₃ nicht Halogen ist und G nicht -NH-, -N(R_B)-, -O-, -NHC(=O)-, -NR_BC(=O)-, -NHS(O)_m- oder -NR_BS(O)- ist,
ist R₅ unabhängig unter Halogen, Hydroxy, Nitro, Cyano, Amino, C₁-C₈-Alkyl, C₁-C₈-Alkoxy, Mono- und Di(C₁-C₈-Alkyl)amino, C₃-C₁₀-Cycloalkyl, (C₃-C₁₀-Cycloalkyl)alkyl, (C₃-C₁₀-Cycloalkyl)alkoxy, C₃-C₉-Heterocycloalkyl, C₂-C₈-Alkenyl, C₂-C₈-Alkinyl, Halogen(C₁-C₈)alkyl, Halogen(C₁-C₈)alkoxy, Oxo, Amino(C₁-C₈)alkyl und Mono- und Di(C₁-C₈-alkyl)amino(C₁-C₈)alkyl ausgewählt; und
ist R₆ Wasserstoff oder C₂-C₆-Alkyl.
Die Erfindung stellt außerdem pharmazeutische Zusammensetzungen bereit, umfassend eine Verbindung, wie oben beschrieben, in Kombination mit einem physiologisch zulässigen Träger, Lösungsmittel oder Trägerstoff. Verpackte pharmazeutische Präparate werden ebenso bereitgestellt, umfassend eine solche pharmazeutische Zusammensetzung in einem Behälter und Anweisungen zur Verwendung der Zusammensetzung, um einen Patienten, der unter einer ZNS-Störung, wie Angst, Depression, einer Schlafstörung, Störung mit Aufmerksamkeitsmangel oder Alzheimerscher Demenz leidet, zu behandeln oder um das Kurzzeitgedächtnis zu verbessern.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind in Verfahren zur Behandlung von Patienten nützlich, die unter bestimmten ZNS-Störungen leiden (wie Angst, Depression, einer Schlafstörung, Störung mit Aufmerksamkeitsmangel oder Alzheimersche Demenz), umfassend das Verabreichen an einen Patienten, der eine derartige Behandlung bedarf, einer therapeutisch wirksamen Menge einer Verbindung, wie oben beschrieben. Der Patient kann ein Mensch oder ein anderer Säuger sein. Die Behandlung von Menschen, Haustiere (Heimtiere) oder Vieh, die unter bestimmten ZNS-Störungen leiden, mit einer wirksamen Menge einer erfindungsgemäßen Verbindung wird von der Erfindung umfaßt.
Sie sind ebenso in den Verfahren zur Verbesserung des Kurzzeitgedächtnisses bei einem Patienten nützlich, umfassend das Verabreichen an einen Patienten, der eine derartige Behandlung bedarf, einer therapeutisch wirksamen Menge einer Verbindung, wie oben beschrieben. Der Patient kann ein Mensch oder anderer Säuger sein. Die Verbindungen sind ebenso in den Verfahren zum Potenzieren einer therapeutischen Wirkung eines ZNS-Mittels nützlich, umfassend das Verabreichen an einen Patienten eines ZNS-Mittels und einer Verbindung, wie oben beschrieben.
Verfahren zur Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit von GABA_A-Rezeptor in einer Probe (beispielsweise einem Gewebeschnitt) werden außerdem bereitgestellt, umfassend die Schritte: (a) Kontaktieren einer Probe mit einer Verbindung, wie oben beschrieben, unter Bedingungen, die die Bindung der Verbindung an GABA_A-Rezeptor gestatten; und (b) Feststellen des Spiegels der an GABA_A-Rezeptor gebundenen Verbindung.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind außerdem bei Verfahren zur Änderung der signalübertragenden Aktivität von GABA_A-Rezeptor nützlich, umfassend das Kontaktieren einer den GABA_A-Rezeptor exprimierenden Zelle mit einer Verbindung, wie oben beschrieben, in einer Menge, die ausreichend ist, um die Elektrophysiologie der Zelle nachweisbar zu ändern.
Diese und andere Aspekte der Erfindung werden durch den Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung offensichtlich.
AUSFÜHRLICHE BESCHEIBUNG DER ERFINDUNG
Wie oben angemerkt, stellt die Erfindung substituierte ringkondensierte Imidazolderivate bereit, die (bevorzugt mit hoher Affinität und/oder hoher Selektivität) an GABA_A-Rezeptor, einschließlich menschlichen GABA_A-Rezeptor binden. Ohne an eine spezielle Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß die Interaktion der hierin bereitgestellten Verbindungen mit der Benzodiazepinstelle zu der biologischen Aktivität von diesen Verbindungen führt. Die hierein bereitgestellten Verbindungen können in einer Vielzahl von in vivo- und in in vitro-Kontexten verwendet werden, wie nachstehend ausführlicher erläutert.
DEFINITIONEN
Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden im allgemeinen unter Verwendung der Standardnomenklatur beschrieben. Der Verweis auf eine Verbindungsstruktur umfaßt im allgemeinen Additionssalze, Hydrate und acylierte Prodrugs der angegebenen Struktur. Die hierein beschriebenen Verbindungen können ein oder mehrere Asymmetriezentren oder -ebenen aufweisen. Viele geometrische Isomere von Olefinen, C=N-Doppelbindungen und dergleichen können ebenso in den hierin beschriebenen Verbindungen vorliegen, und all diese stabilen Isomere werden in der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen. Geometrische cis- und trans-Isomere der erfindungsgemäßen Verbindungen werden beschrieben und können als ein Gemisch aus Isomeren oder als getrennte isomere Formen isoliert werden. Es sind alle chiralen (enantiomeren und diastereomeren) und racemischen Formen sowie alle geometrischen isomeren Formen einer Struktur gemeint, sofern die spezifische Stereochemie oder isomere Form nicht speziell angegeben ist.
Bestimmte Verbindungen werden hierin unter Verwendung einer allgemeinen Formel, die Variablen umfaßt, beschrieben. Wenn nicht anders angegeben, ist jede Variable innerhalb einer solchen Formel unabhängig von allen anderen Variablen definiert, und jede Variable, die mehr als einmal innerhalb einer Formel auftritt, ist unabhängig bei jedem Auftreten definiert. Daher kann beispielsweise, wenn beschrieben ist, daß eine Gruppe mit 0 bis 2 R* substituiert ist, dann die Gruppe unsubstituiert oder mit bis zu zwei R*-Gruppen substituiert sein, und die Definition von irgendeinem R* ist unabhängig von der Definition irgendeines anderen R* ausgewählt. Außerdem wird es offensichtlich sein, daß Kombinationen von Substituenten und/oder Variablen nur zulässig sind, wenn diese Kombinationen zu stabilen Verbindungen führen.
Wenn irgendeine Gruppe, wie eine Arylgruppe, Heteroarylgruppe, ein Carbocyclus oder ein Heterocyclus, „durch einen oder mehrere Substituenten substituiert" sein soll, kann diese Gruppe 1 bis zu der maximalen Anzahl an Substituenten enthalten, die möglich ist, ohne die Valenz der Atome der substituierten Gruppe zu überschreiten. In bestimmten Ausführungsformen sind diese Gruppen mit 1 bis 4 Substituenten oder 1 bis 3 Substituenten substituiert.
In weiteren Ausführungsformen sind diese Gruppen unsubstituiert oder mit einem Oxosubstituenten substituiert. Eine „gegebenenfalls substituierte" Gruppe kann unsubstituiert oder mit 1 bis zu der maximalen Anzahl an angegebenen Substituenten substituiert sein.
Wie hierin verwendet, bezieht sich „Alkyl" auf verzweigt- und geradkettige Kohlenwasserstoffgruppen. Alkylgruppen umfassen C₁-C₈-Alkyl (d. h., Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen), wie C₁-C₆-Alkyl und C₁-C₄-Alkyl. Beispiele von Alkylgruppen umfassen Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, s-Butyl, t-Butyl, n-Pentyl, Isopentyl, s-Pentyl, Hexyl, 2-Hexyl, 3-Hexyl und 5-Methylpentyl, sind aber nicht darauf beschränkt. Eine Alkylgruppe kann an ein Atom innerhalb eines Moleküls von Interesse über jeden chemisch geeigneten Teil der Alkylgruppe gebunden sein.
Der Ausdruck „Cycloalkyl" umfaßt gesättigte Ringgruppen mit der spezifizierten Anzahl an Kohlenstoffatomen, wie Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl oder Cycloheptyl. C₃-C₁₀-Cycloalkylgruppen haben 3 bis 10 Ringglieder; bestimmte Cycloalkylgruppen haben 4 bis 8 oder 5 bis 7 Ringglieder.
„Heterocycloalkyl" bezieht sich auf gesättigte Ringgruppen, die mindestens ein Heteroatom umfassen (d. h., N, S oder O), wobei der Rest der Ringglieder Kohlenstoff ist. Heterocycloalkylgruppen haben typischerweise 3 bis 10, 4 bis 8 oder 5 bis 7 Ringglieder. Heterocycloalkylgruppen enthalten typischerweise 1, 2 oder 3 Heteroatome; bevorzugt liegt nicht mehr als ein S-Atom und ein O-Atom in der Heterocycloalkylgruppe vor. Heterocycloalkylgruppen umfassen beispielsweise Morpholinyl, Piperidinyl, Piperazinyl, Thiomorpholinyl und Pyrrolidinyl.
Bei dem Ausdruck „(Cycloalkyl)alkyl" oder (C₃-C₁₀-Cycloalkyl)C₁-C₈-alkyl sind Cycloalkyl und Alkyl wie oben definiert, und der Anlagerungspunkt ist an der Alkylgruppe. Dieser Ausdruck umfaßt Cyclopropylmethyl, Cyclobutylmethyl, Cyclopentylmethyl, Cyclohexylmethyl und Cycloheptylmethyl, ist aber nicht darauf beschränkt. „(Heterocycloalkyl)alkyl" bezieht sich auf die Gruppen, die mindestens ein Heteroatom innerhalb des Rings umfassen, wie oben beschrieben.
Wie hierin verwendet, stellt „Alkoxy" eine Alkylgruppe dar, wie oben definiert, die über eine Sauerstoffbrücke gebunden ist. Bestimmte Alkoxygruppen haben 1 bis 8 Kohlenstoffatome (d. h., C₁-C₈-Alkoxy), 1 bis 6 Kohlenstoffatome (C₁-C₆-Alkoxy) oder 1 bis 4 Kohlenstoffatome (C₁-C₄-Alkoxy). Beispiele von Alkoxy umfassen Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, i-Propoxy, n-Butoxy, 2-Butoxy, t-Butoxy, n-Pentoxy, 2-Pentoxy, 3-Pentoxy, Isopentoxy, Neopentoxy, n-Hexoxy, 2-Hexoxy, 3-Hexoxy und 3-Methylpentoxy, sind aber nicht darauf beschränkt.
"Alkenyl" soll Kohlenwasserstoffketten mit entweder einer geraden oder verzweigten Konfiguration umfassen, umfassend eine oder mehrere ungesättigte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen, die an jedem stabilen Punkt entlang der Kette auftreten können, wie Ethenyl und Propenyl. Alkenylgruppen haben typischerweise 2 bis etwa 8 Kohlenstoffatome, typischer 2 bis etwa 6 Kohlenstoffatome. Ein „stabiler Punkt" ist gebunden, der, wenn ungesättigt, zu einer chemisch stabilen Verbindung führt (d. h. eine Verbindung, die hinsichtlich der biologischen Aktivität isoliert, charakterisiert und getestet werden kann).
„Alkinyl" soll Kohlenwasserstoffketten mit entweder einer geraden oder verzweigten Konfiguration umfassen, umfassend eine oder mehrere Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindungen, die in jedem stabilen Punkt entlang der Kette auftreten können, wie Ethinyl und Propinyl. Alkinylgruppen werden typischerweise 2 bis etwa 8 Kohlenstoffatome, typischerweise 2 bis etwa 6 Kohlenstoffatome haben.
Ein „Carbocyclus" ist eine Gruppe, die mindestens einen Ring umfaßt, der vollständig durch Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen gebildet ist (hierin als carbocyclischer Ring bezeichnet). Wenn nicht anders angegeben, kann ein solcher Ring aromatisch oder nicht-aromatisch sein. Ein Carbocyclus weist im allgemeinen 1 bis 3 kondensierte oder aneinanderhängende carbocyclische Ringe, bevorzugt einen Ring oder zwei kondensierte carbocyclische Ringe auf. Typischerweise enthält jeder Ring 3 bis 8 (bevorzugt 5 bis 7) Ringglieder; Carbocyclen, die kondensierte oder aneinanderhängende Ringsysteme umfassen, enthalten typischerweise 9 bis 12 Ringglieder. Bestimmte Carbocyclen sind gesättigte Cycloalkylgruppen, wie oben beschrieben. Andere Carbocyclen sind „teilweise gesättigt" (d. h. umfassen ein oder mehrere Doppel- oder Dreifachbindungen innerhalb eines Rings, sind aber nicht aromatisch) oder Arylgruppen (d. h. aromatische Gruppen mit 1 oder mehreren Ringen, wobei alle Glieder des aromatischen Rings oder der Ringe Kohlenstoff sind). Bevorzugte Arylgruppen umfassen 5- bis 10gliedrige Gruppen (d. h. einzelne 5- bis 7gliedrige Ringe oder 7- bis 10gliedrige bicyclische Gruppen), wie Phenyl und Naphthyl. „Arylalkyl"-Gruppen (worin Aryl und Alkyl wie oben definiert sind und der Anlagerungspunkt an der Alkylgruppe ist) sind ebenso durch den Ausdruck „Carbocyclus" eingeschlossen. Diese Gruppen umfassen Benzyl und Phenethyl, sind aber nicht darauf beschränkt. Kohlenstoffatome, die innerhalb eines carbocyclischen Rings vorliegen, können natürlich weiter an eine Vielzahl von Ringsubstituenten gebunden sein, wie (aber nicht darauf beschränkt) Wasserstoff, ein Halogen, Hydroxy, Nitro, Cyano, Amino, C₁-C₈-Alkyl, C₁-C₈-Alkoxy, Mono- und Di(C₁-C₈-alkyl)amino, C₃-C₁₀-Cycloalkyl, (C₃-C₁₀-Cycloalkyl)alkyl, (C₃-C₁₀-Cycloalkyl)alkoxy, C₂-C₉-Heterocycloalkyl, C₁-C₈-Alkenyl, C₁-C₈-Alkinyl, Halogen(C₁-C₈)alkyl, Halogen(C₁-C₈)alkoxy, Oxo, Amino(C₁-C₈)alkyl und Mono- und Di(C₁-C₈-alkyl)amino(C₁-C₈)alkyl.
Ein „Heterocyclus" ist eine Gruppe, die mindestens einen Ring umfaßt, wobei mindestens ein Ringatom ein Heteroatom ist (d. h. N, O oder S), und der Rest der Ringatome Kohlenstoff ist. Ein solcher Ring wird als heterocyclischer Ring bezeichnet. Bevorzugt umfaßt ein heterocyclischer Ring 1 bis 4 Heteroatome; innerhalb bestimmter Ausführungsformen sind 1 oder 2 Heteroatome bevorzugt. Ein Heterocyclus weist im allgemeinen 1 bis 3 kondensierte oder aneinanderhängende Ringe auf (von denen mindestens einer heterocyclisch ist), bevorzugt einen Ring oder zwei kondensierte Ringe. Typischerweise enthält jeder Ring 3 bis 8 Ringglieder (bevorzugt 5 bis 7 Ringglieder); Heterocyclen, die kondensierte oder aneinanderhängende Ringe umfassen, enthalten typischerweise 9 bis 12 Ringglieder. 3- bis 10gliedrige heterocyclische Gruppen, die 1 heterocyclischen Ring oder 2 kondensierte Ringe enthalten (von denen mindestens einer heterocyclisch ist; für insgesamt 3 bis 10 Ringglieder), sind bevorzugt, wobei 5- bis 10gliedrige heterocyclische Gruppen besonders bevorzugt sind. Heterocyclen können gegebenenfalls mit einem oder mehreren Substituenten, wie oben für Carbocyclen beschrieben, substituiert sein. Wenn nicht anders angegeben kann ein Heterocyclus gesättigt (d. h., Heterocycloalkyl, wie oben beschrieben), teilweise gesättigt oder aromatisch sein (Heteroaryl). Wie hierin verwendet, sind unter dem Ausdruck „Heteroaryl" stabile 5- bis 7gliedrige monocyclische und 7- bis 10gliedrige bicyclische aromatische Ringe zu verstehen, die aus Kohlenstoffatomen und aus 1 bis 4 Ringheteroatomen bestehen, die unabhängig aus der Gruppe, bestehend N, O und S, ausgewählt sind. Es ist bevorzugt, daß die Gesamtzahl an S- und O-Atomen in der Heteroarylgruppe, d. h. in dem Ringsystem, nicht mehr als 1 beträgt.
Bei dem Ausdruck „Heteroarylalkyl" sind Heteroaryl und Alkyl wie oben definiert und der Anlagerungspunkt an das Stammsystem ist an der Alkylgruppe.
Beispiele von Heteroarylgruppen umfassen Pyrimidinyl, Pyridyl, Chinolinyl, Benzothienyl, Indolyl, Pyridazinyl, Pyrazinyl, Isoindolyl, Isochinolyl, Chinazolinyl, Chinoxalinyl, Phthalazinyl, Imidazolyl, Isoxazolyl, Pyrazolyl, Oxazolyl, Thienyl, Thiazolyl, Indolizinyl, Indazolyl, Benzothiazolyl, Benzimidazolyl, Benzofuranyl, Benzoisoxolyl, Dihydro-benzodioxinyl, Furanyl, Pyrrolyl, Oxadiazolyl, Thiadiazolyl, Triazolyl, Tetrazolyl, Oxazolopyridinyl, Imidazopyridinyl, Isothiazolyl, Naphthyridinyl, Cinnolinyl, Carbazolyl, beta-Carbolinyl, Isochromanyl, Chromanonyl, Chromanyl, Tetrahydroisochinolinyl, Isoindolinyl, Isobenzotetrahydrofuranyl, Isobenzotetrahydrothienyl, Isobenzothienyl, Benzoxazolyl, Pyridopyridinyl, Benzotetrahydrofuranyl, Benzotetrahydrothienyl, Purinyl, Benzodioxolyl, Triazinyl, Phenoxazinyl, Phenothiazinyl, Pteridinyl, Benzothiazolyl, Imidazopyridinyl, Imidazothiazolyl, Dihydrobenzisoxazinyl, Benzisoxazinyl, Benzoxazinyl, Dihydrobenzisothiazinyl, Benzopyranyl, Benzothiopyranyl, Cumarinyl, Isocumarinyl, Chromanyl, Tetrahydrochinolinyl, Dihydrochinolinyl, Dihydrochinolinonyl, Dihydroisochinolinonyl, Dihydrocumarinyl, Dihydroisocumarinyl, Isoindolinonyl, Benzodioxanyl, Benzoxazolinonyl, Pyrrolyl-N-oxid, Pyrimidinyl-N-oxid, Pyridazinyl-N-oxid, Pyrazinyl-N-oxid, Chinolinyl-N-oxid, Indolyl-N-oxid, Indolinyl-N-oxid, Isochinolyl-N-oxid, Chinazolinyl-N-oxid, Chinoxalinyl-N-oxid, Phthalazinyl-N-oxid, Imidazolyl-N-oxid, Isoxazolyl-N-oxid, Oxazolyl-N-oxid, Thiazolyl-N-oxid, Indolizinyl-N-oxid, Indazolyl-N-oxid, Benzothiazolyl-N-oxid, Benzimidazolyl-N-oxid, Pyrrolyl-N-oxid, Oxadiazolyl-N-oxid, Thiadiazolyl-N-oxid, Triazolyl-N-oxid, Tetrazolyl-N-oxid, Benzothiopyranyl-S-oxid und Benzothiopyranyl-S,S-dioxid, sind aber nicht darauf beschränkt. Heteroarylgruppen umfassen beispielsweise Imidazolyl, Pyrrolyl, Pyridyl, Thiazolyl, Pyrazolyl, Thiazolyl, Isoxazolyl, Triazolyl, Tetrazolyl, Oxadiazolyl, Pyrimidinyl und Oxazolyl.
Der Ausdruck „Halogen" umfaßt Fluor, Chlor, Brom und Iod.
Wie hierin verwendet, bezieht sich „Halogenalkyl" auf Alkylgruppen, die mit 1 oder mehreren Halogen substituiert sind (beispielsweise -C_vF_w, wo v eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist und w eine ganze Zahl von 1 bis (2v+1) ist). Beispiele von Halogenalkylgruppen umfassen Mono-, Di- und Tri-fluormethyl; Mono-, Di- und Tri-chlormethyl; Mono-, Di-, Tri-, Tetra und Penta-fluorethyl; und Mono-, Di-, Tri-, Tetra- und Penta-chlorethyl, sind aber nicht darauf beschränkt. „Halogen(C₁-C₈)alkyl"-Gruppen haben 1 bis 8 Kohlenstoffatome. Bevorzugte Halogenalkylgruppen haben 1 bis 4 Kohlenstoffatome.
Der Ausdruck „Halogenalkoxy" bezieht sich auf eine Halogenalkylgruppe, wie oben definiert, die über eine Sauerstoffbrücke gebunden ist. „Halogen(C₁-C₈)alkoxy"-Gruppen haben 1 bis 8 Kohlenstoffatome. Beispiele von Halogenalkoxygruppen umfassen Mono-, Di- und Trifluormethoxy, sind aber nicht darauf beschränkt. Bevorzugte Halogenalkoxygruppen haben 1 bis 4 Kohlenstoffatome.
Der Ausdruck „Oxo", wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine Keto(C=O)gruppe. Eine Oxogruppe, die ein Substituent eines nicht-aromatischen Rings ist, führt zu einer Umwandlung von -CH₂- zu -C(=O)-. Es wird offensichtlich sein, daß die Einführung eines Oxosubstituenten an einem aromatischen Ring die Aromatizität zerstört.
Ein „Substituent", wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine molekulare Einheit, die kovalent an ein Atom innerhalb eines Moleküls von Interesse gebunden ist. Beispielsweise kann ein „Ringsubstituent" eine Einheit sein, wie Halogen, eine Alkylgruppe, Alkoxygruppe, Halogenalkylgruppe oder andere Gruppe, wie hierin erläutert, die kovalent an ein Atom gebunden ist (bevorzugt ein Kohlenstoff- oder Stickstoffatom), das ein Ringglied ist. Der Ausdruck „Substitution" bezieht sich auf das Ersetzen eines Wasserstoffatoms in einer molekularen Struktur durch einen Substituenten, wie oben beschrieben, so daß die Valenz an dem bezeichneten Atom nicht überschritten wird, und so daß eine chemisch stabile Verbindung (d. h. eine Verbindung, die hinsichtlich der biologischen Aktivität isoliert, charakterisiert und getestet werden kann) aus der Substitution resultiert. Repräsentative Substituenten umfassen Halogen, Hydroxy, Nitro, Cyano, Amino, C₁-C₈-Alkyl, C₁-C₈-Alkoxy, Mono- und Di(C₁-C₈-alkyl)amino, C₃-C₁₀-Cycloalkyl, (C₃-C₁₀-Cycloalkyl)alkyl, (C₃-C₁₀-Cycloalkyl)alkoxy, C₂-C₉-Heterocycloalkyl, C₁-C₈-Alkenyl, C₁-C₈-Alkinyl, Halogen(C₁-C₈)alkyl, Halogen(C₁-C₈)alkoxy, Oxo, Amino(C₁-C₈)alkyl und Mono- und Di(C₁-C₈-alkyl)amino(C₁-C₈)alkyl, sind aber nicht darauf beschränkt.
Ein Bindungsstrich („-„), der nicht zwischen zwei Buchstaben oder Symbolen ist, wird verwendet, um einen Anlagerungspunkt für einen Substituenten anzugeben. Beispielsweise wird -CONH₂ an das Stammsystem durch das Kohlenstoffatom angelagert.
Der Ausdruck „GABA_A-Rezeptor" bezieht sich auf einen Proteinkomplex, der nachweisbar GABA bindet und eine dosisabhängige Änderung der Chloridleitfähigkeit und Membranpolarisation vermittelt. Rezeptoren, umfassend natürlich-vorkommende Säuger- (speziell Mensch oder Ratte) GABA_A-Rezeptor-Unterheiten, sind im allgemeinen bevorzugt, obwohl Untereinheiten modifiziert werden können, vorausgesetzt daß jegliche Modifikationen nicht im wesentlichen die Fähigkeit des Rezeptors, GABA zu binden, inhibieren (d. h., mindestens 50 % der Bindungsaffinität des Rezeptor für GABA erhalten bleiben). Die Bindungsaffinität eines in Frage kommenden GABA_A-Rezeptors für GABA kann unter Verwendung eines Standardliganden-Bindungsassays bewertet werden, wie hierin bereitgestellt. Es wird offensichtlich sein, daß es eine Vielzahl von GABA_A-Rezeptorsubtypen gibt, die in den Umfang des Ausdruckes „GABA_A-Rezeptor" fallen. Diese Subtypen umfassen α₂ß₃γ₂-, α₃β₃γ₂-, α₅β₃γ₂- und α₁β₂γ₂-Rezeptorsubtypen, sind aber nicht darauf beschränkt. GABA_A-Rezeptoren können aus einer Vielzahl von Quellen erhalten werden, wie Präparate von Rattenhirnrinde oder aus Zellen, die geklonte menschliche GABA_A-Rezeptoren exprimieren. Besondere Subtypen können ohne weiteres unter Verwendung von Standardtechniken hergestellt werden (beispielsweise durch Einführen von mRNA, die die gewünschten Untereinheiten kodiert, in eine Wirtszelle, wie hierin beschrieben).
Ein „Prodrug" ist eine Verbindung, die nicht vollständig die Strukturanforderungen der hierin bereitgestellten Verbindungen erfüllt, aber in vivo modifiziert wird nach der Verabreichung an einen Patienten, um eine aktive Verbindung der vorliegenden Erfindung zu erzeugen. Beispielsweise kann ein Prodrug ein acyliertes Derivat einer Verbindung sein, wie hierin bereitgestellt. Prodrugs umfassen Verbindungen, worin Hydroxy-, Amin- oder Sulfhydrylgruppen an jede Gruppe gebunden sind, die sich, wenn sie an einen Säugerpatienten verabreicht werden, spalten, wodurch eine freie Hydroxyl-, Amino- oder Sulfhydrylgruppe gebildet wird. Beispiele von Prodrugs umfassen Acetat-, Formiat- und Benzoatderivate von Alkohol- und Amin-funktionellen Gruppen innerhalb der hierin bereitgestellten Verbindungen, sind aber nicht darauf beschränkt.
Ein „Patient" ist jedes Individuum, das mit einer hierin bereitgestellten Verbindung behandelt wird. Patienten umfassen Menschen sowie andere Tiere, wie Haustiere und Vieh. Patienten können an einer ZNS-Störung leiden, oder können frei von einem solchen Zustand sein (d. h. Behandlung kann prophylaktisch sein).
Eine „ZNS-Störung" ist eine Krankheit oder ein Zustand des Zentralnervensystems, die/der auf die GABA_A-Rezeptormodulation bei dem Patienten reagiert. Diese Störungen umfassen Angststörungen (beispielsweise Panikstörung, obsessiv-kompulsive Störung, Agoraphobie, soziale Phobie, spezifische Phobie, Dysthymie, Anpassungsstörung, Trennungsangst, Cyclothymie und generalisierte Angststörung), Streßkrankheiten (beispielsweise posttraumatische Streßkrankheit, Erwartungsneurose-Streßkrankheit und akute Streßkrankheit), depressive Störungen (beispielsweise Depression, atypische Depression, bipolare Störung und deprimierte Phase der bipolaren Störung), Schlafstörungen (beispielsweise primäre Schlaflosigkeit, Tagesrhythmus-Schlafstörung, Dyssomnie-NOS, Parasomnien, einschließlich Alptraumstörung, Schlafstörung mit Alpträumen, Schlafstörungen, sekundär zu Depression, Angst und/oder andere mentale Störungen und Substanz-induzierte Schlafstörung), Wahrnehmungsstörungen (beispielsweise Wahrnehmungsbeeinträchtigung, milde Wahrnehmungsbeeinträchtigung (MCI), altersbedingter Wahrnehmungsverfall (ARCD), traumatische Gehirnverletzung, Down-Syndrom, neurodegenerative Krankheiten, wie Alzheimer-Krankheit und Parkinson-Krankheit, und Schlafanfall), AIDS-verbundene Demenz, Demenz, die mit Depression, Angst oder Psychose verbunden ist, Störung mit Aufmerksamkeitsmangel (beispielsweise Störung mit Aufmerksamkeitsmangel und Aufmerksamkeitsschwäche und Hyperaktivitätsstörung), Krampfleiden (beispielsweise Epilepsie), Benzodiazepinüberdosis und Arzneimittel- und Alkoholabhängigkeit.
Ein „ZNS-Mittel" ist jedes Arzneimittel, das verwendet wird, um eine ZNS-Störung zu behandeln oder zu verhindern. ZNS-Mittel umfassen beispielsweise: Serotoninrezeptor- (beispielsweise 5-HT_1A) -agonisten und -antagonisten und selektive Serotoninwiederaufnahmeinhibitoren (SSRIs); Neurokininrezeptorantagonisten; Corticotropin-Freisetzungsfaktor-Rezeptor- (CRF₁) -antagonisten; Melatoninrezeptoragonisten; Nikotinagonisten; Muskarinmittel; Acetylcholinesteraseinhibitoren und Dopaminrezeptoragonisten.
Bevorzugte Verbindungen der Erfindung binden mit hoher Selektivität und hoher Affinität an GABA_A-Rezeptoren.
Eine Verbindung soll „hohe Affinität" haben, wenn der K_i an einem GABA_A-Rezeptor weniger als 1 mikromolar, bevorzugt weniger als 100 nanomolar oder weniger als 10 nanomolar ist. Ein repräsentativer Assay zur Bestimmung des K_i an dem GABA_A-Rezeptor wird hierin in Beispiel 3 bereitgestellt. Es wird offensichtlich sein, daß der K_i von dem Rezeptorsubtyp, der in dem Assay verwendet wird, abhängen kann. Mit anderen Worten, eine Verbindung mit hoher Affinität kann „Subtyp-spezifisch" sein (d. h. der K_i ist mindestens das 10fache für einen Subtyp größer als für einen anderen Subtyp). Diese Verbindungen sollen eine hohe Affinität für den GABA_A-Rezeptor haben, wenn der K_i für mindestens einen GABA_A-Rezeptorsubtyp die obigen Kriterien erfüllt.
Eine Verbindung soll „hohe Selektivität" haben, wenn sie an einen GABA_A-Rezeptor mit einem K_i bindet, der mindestens das 10fache niedriger, bevorzugt mindestens das 100fache niedriger, als der K_i zum Binden an andere membrangebundene Rezeptoren ist. Insbesondere sollte die Verbindung einen K_i haben, der mindestens das 10fache größer an den folgenden Rezeptoren als an einem GABA_A-Rezeptor ist: Serotonin, Dopamin, Galanin, VR1, C5a, MCH, NPY, CRF, Bradykinin, NK-1, NK-3 und Tackykinin. Assays zur Bestimmung des K_i an andere Rezeptoren können unter Verwendung von Standardbindungsassayprotokollen durchgeführt werden.
Bevorzugte Verbindungen der Formel I sind die, worin R₁ ein 5- oder 6gliedriger aromatischer Ring ist, unsubstituiert oder substituiert mit 1 bis 4 unter R₅ unabhängig ausgewählten Gruppen. Repräsentativ umfassen diese R₁-Gruppen Phenyl, Pyridyl, Pyrimidyl und Thiazolyl, unsubstituiert oder substituiert mit 1 bis 3 unter Halogen, C₁-C₆-Alkyl, Halogen(C₁-C₆)alkyl, C₁-C₆-Alkoxy und Halogen(C₁-C₆)alkoxy unabhängig ausgewählten Gruppen. Beispielsweise können R₁-Gruppen einen oder zwei Halogensubstituenten (beispielsweise Fluor) umfassen.
R₂ ist in Formel I innerhalb bestimmter Ausführungsformen C₁-C₆-Alkyl oder Halogen(C₁-C₆)alkyl. Beispielsweise kann R₂ C₁-C₄-Alkyl (beispielsweise Ethyl oder Propyl) sein.
In bestimmten Ausführungsformen ist R₃ in Formel I aus Wasserstoff, Halogen, C₁-C₆-Alkyl, C₁-C₆-Alkoxy, Halogen-C₁-C₆-alkyl und 5- bis 7gliedrigen aromatischen Carbocyclen und Heterocyclen ausgewählt, die unsubstituiert oder mit 1 bis 3 Halogen, Nitro, Cyano, Triflu ormethyl oder Methyl substituiert sind. Diese R₃-Gruppen umfassen beispielsweise C₁-C₄-Alkyl (wie Methyl, Ethyl und Propyl) sowie Phenyl, Pyridyl oder Pyrimidyl, unsubstituiert oder mit 1 bis 2 Halogen, Nitro, Cyano, Trifluormethyl oder Methyl substituiert.
Bestimmte hierin bereitgestellte Verbindungen erfüllen Formel II, III, IV oder V, worin variable Stellungen wie oben definiert sind:
Innerhalb bestimmter Ausführungsformen der Formeln II bis V ist R₁ ein Aryl (wie Phenyl oder Naphthyl) oder 5- oder 6gliedriges Heteroaryl (beispielsweise Pyridyl, Pyrimidyl oder Thiazolyl), worin jedes gegebenenfalls mit 1 bis 3 unter R₅ unabhängig ausgewählten Substituenten substituiert ist. Bevorzugte R₅-Gruppen umfassen Halogen, C₁-C₆-Alkyl, Halogen(C₁-C₆)alkyl, C₁-C₆-Alkoxy und Halogen(C₁-C₆)alkoxy.
In einem anderen Aspekt kann R₁ Pyridyl, Pyrimidyl oder Thiazolyl sein, von denen jedes gegebenenfalls mit einem oder zwei Halogenen substituiert ist.
R₂ ist in bestimmten Ausführungsformen der Formeln II bis V C₁-C₆-Alkyl oder Halogen(C₁-C₆)alkyl. Stärker bevorzugt ist R₂ C₁-C₄-Alkyl.
R₃ ist in bestimmten Ausführungsformen der Formeln II bis V Wasserstoff, Halogen, C₁-C₆-Alkyl, C₁-C₆-Alkoxy, Halogen(C₁-C₆)alkyl oder ein aromatischer Carbocyclus (beispielsweise Phenyl) oder ein 5- bis 7gliedriger Heterocyclus (beispielsweise Pyridyl oder Pyrimidyl), von denen jedes gegebenenfalls mit 1 bis 3 unter Halogen, Nitro, Cyano, Trifluormethyl oder Methyl unabhängig ausgewählten Substituenten substituiert ist.
In bestimmten Ausführungsformen der Formel II oder IV ist R₃ kein Halogen, oder eine Cyano-, Nitro-, Alkoxy- oder Aminogruppe; R₃-Gruppen umfassen in diesen Ausführungsformen beispielsweise Wasserstoff und Methyl.
In einem anderen Aspekt stellt die Erfindung Verbindungen der Formeln II bis V bereit, worin
jedes R₅ unter Halogen, Hydroxy, Nitro, Cyano, Amino, C₁-C₆-Alkyl, C₁-C₆-Alkoxy, Mono- und Di-(C₁-C₆-alkyl)amino, C₃-C₇-Cycloalkyl, (C₃-C₇-Cycloalkyl)C₁-C₄-alkyl, (C₃-C₇-Cycloalkyl)C₁-C₄-akoxy, C₅-C₆-Heterocycloalkyl, C₂-C₆-Alkenyl, C₂-C₆-Alkinyl, Halogen(C₁-C₄)alkyl, Halogen(C₁-C₄)alkoxy, Oxo, Amino(C₁-C₆)alkyl und Mono- und Di-(C₁-C₆-alkyl)amino(C₁-C₆)alkyl unabhängig ausgewählt ist; und
R₆ Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl ist.
In einem stärker bevorzugten Aspekt sind R₅ und R₆ wie unmittelbar oben definiert und ist R₁ Aryl (wie Phenyl oder Naphthyl) oder 5- oder 6gliedriges Heteroaryl (beispielsweise Pyridyl, Pyrimidyl oder Thiazolyl), wobei jedes gegebenenfalls mit 1 bis 3 unter R₅ unabhängig ausgewählten Substituenten substituiert ist.
Noch stärker bevorzugt sind R₅, R₆ und R₁ wie unmittelbar oben definiert und ist R₂ C₁-C₆-Alkyl oder Halogen(C₁-C₄)alkyl. Diese Verbindungen werden hierin nachstehend als Verbindungen der Formeln IIa bis Va bezeichnet. Stärker bevorzugte Verbindungen der Formeln IIa bis Va sind Verbindungen, worin R₂ C₁-C₄-Alkyl ist. Noch stärker bevorzugt ist R₂ Ethyl.
Stärker bevorzugte Verbindungen der Formeln IIa bis Va umfassen Verbindungen, worin
R₃ ausgewählt ist unter:
(a) Wasserstoff, Halogen, Nitro und Cyano; und
(b) Gruppen der Formel:
worin:
(i) G eine Bindung oder C₁-C₈-Alkylen ist;
(ii) R_A 3- bis 12gliedrige gesättigte, teilweise ungesättigte und aromatische Carbocyclen und Heterocyclen mit 1 Ring oder 2 kondensierten, aneinanderhängenden oder Spiro-Ringen ist, wobei jeder Ring unsubstituiert oder mit 1 bis 4 unter R₅ unabhängig ausgewählten Substituenten substituiert ist;
unter der Bedingung, daß, wenn A oder B NR₃ ist, R₃ nicht Halogen ist und G nicht -NH-, -N(R_B)-, -O-, -NHC(=O)-, -NR_BC(=O)-, -NHS(O)_m- oder -NR_BS(O)- ist.
Stärker bevorzugt ist R_A unter der Gruppe ausgewählt, bestehend aus Pyridyl, Pyrimidyl, Pyrazinyl, Chinolinyl, Imidazolyl, Indolyl, Phenyl, Naphthyl, Tetrahydronaphthyl oder C₃-C₆-Cycloalkyl; wobei jedes unsubstituiert oder mit 1 bis 4 R₅-Gruppen substituiert ist. Noch stärker bevorzugt ist R_A Pyridyl, Pyrimidyl oder Phenyl, worin jedes unsubstituiert oder mit 1 bis 4 R₅-Gruppen substituiert ist. Noch stärker bevorzugt ist G C₁-C₄-Alkyl.
Andere bevorzugte Verbindungen der Formeln IIa bis Va umfassen Verbindungen, worin
R₃ ausgewählt ist unter:
(a) Wasserstoff, Halogen, Nitro und Cyano; und
(b) Gruppen der Formel:
worin:
(i) G eine Bindung, -NH-, -N(R_B)-, -(R_B)N-, -O-, -C(=O)-, -C(=O)NH-, -C(=O)NR_B-, -S(O)_m-, -CH₂C(=O)-, -S(O)_mNH-, -S(O)_mNR_B-, -NHC(=O)-, -C(=NR_B)-, -HC=N-, -NR_BC(=O)-, -NHS(O)_m- oder -NR_BS(O)- ist;
(ii) R_A und R_B unabhängig ausgewählt sind unter C₁-C₈-Alkyl, C₂-C₈-Alkenyl, C₂-C₈-Alkinyl und 3- bis 12gliedrigen gesättigten, teilweise ungesättigten und aromatischen Carbocyclen und Heterocyclen mit 1 Ring oder 2 kondensierten, aneinanderhängenden oder Spiro-Ringen, von denen jeder unsubstituiert oder mit 1 bis 4 unter R₅ unabhängig ausgewählten Substituenten substituiert ist; und
(iii) m 0, 1 oder 2 ist;
unter der Bedingung, daß, wenn A oder B NR₃ ist, R₃ nicht Halogen ist und G nicht -NH-, -N(R_B)-, -O-, -NHC(=O)-, -NR_BC(=O)-, -NHS(O)_m- oder -NR_BS(O)- ist.
Stärker bevorzugt ist R_A unter der Gruppe ausgewählt, bestehend aus Pyridyl, Pyrimidyl, Pyrazinyl, Chinolinyl, Imidazolyl, Indolyl, Phenyl, Naphthyl, Tetrahydronaphthyl oder C₃-C₆-Cycloalkyl; wobei jedes unsubstituiert oder mit 1 bis 4 R₅-Gruppen substituiert ist. Noch stärker bevorzugt ist R_A Pyridyl, Pyrimidyl oder Phenyl, wobei jedes unsubstituiert oder mit 1 bis 4 R₅-Gruppen substituiert ist.
Noch andere bevorzugte Verbindungen der Formeln IIa bis Va umfassen Verbindungen, worin
R₃ ausgewählt ist unter:
(a) Wasserstoff, Halogen, Nitro und Cyano; und
(b) Gruppen der Formel:
worin:
(i) G-NH-, -N(R_B)-, -(R_B)N-, -C(=O)NR_B-, -CH₂C(=O)-, -S(O)_mNH-, -S(O)_mNR_B-, -NHC(=O)-, -C(=NR_B)-, -HC=N-, -NR_BC(=O)-, -NHS(O)_m- oder -NR_BS(O)- ist;
(ii) R_A und R_B unabhängig ausgewählt sind unter C₁-C₈-Alkyl, C₂-C₈-Alkenyl, C₂-C₈-Alkinyl und 3- bis 12gliedrigen gesättigten, teilweise ungesättigten und aromatischen Carbocyclen und Heterocyclen mit 1 Ring oder 2 kondensierten, aneinanderhängenden oder Spiro-Ringen, von denen jeder unsubstituiert oder mit 1 bis 4 unter R₅ unabhängig ausgewählten Substituenten substituiert ist; und
(iii) m 0, 1 oder 2 ist;
unter der Bedingung, daß, wenn A oder B NR₃ ist, dann R₃ nicht Halogen ist und G nicht -NH-, -N(R_B)-, -O-, -NHC(=O)-, -NR_BC(=O)-, -NHS(O)_m- oder -NR_BS(O)- ist.
Stärker bevorzugt ist R_B unter C₁-C₈-Alkyl, C₂-C₈-Alkenyl, C₂-C₈-Alkinyl ausgewählt. Noch stärker bevorzugt ist R_A dann unter der Gruppe ausgewählt, bestehend aus Pyridyl, Pyrimidyl, Pyrazinyl, Chinolinyl, Imidazolyl, Indolyl, Phenyl, Naphthyl, Tetrahydronaphthyl oder C₃-C₆-Cycloalkyl; wobei jedes unsubstituiert oder mit 1 bis 4 R₅-Gruppen substituiert ist.
Noch stärker bevorzugt ist R_A Pyridyl, Pyrimidyl oder Phenyl, wobei jedes unsubstituiert oder mit 1 bis 4 R₅-Gruppen subsituiert ist.
Noch andere bevorzugte Verbindungen der Formeln IIa bis Va umfassen Verbindungen, worin
R₃ ausgewählt ist unter:
(a) Wasserstoff, Halogen, Nitro und Cyano; und
(b) Gruppen der Formel:
worin:
(i) G -O-, -C(=O)-, -S(O)_m- oder -CH₂C(=O)- ist;
(ii) R_A unter C₁-C₈-Alkyl, C₂-C₈-Alkenyl, C₂-C₈-Alkinyl und 3- bis 12gliedrigen gesättigten, teilweise ungesättigten und aromatischen Carbocyclen und Heterocyclen mit 1 Ring oder 2 kondensierten, aneinanderhängenden oder Spiro-Ringen ausgewählt ist, wobei jeder Ring unsubstituiert oder mit 1 bis 4 unter R₅ unabhängig ausgewählten Substituenten substituiert ist; und
(iii) m 0, 1 oder 2 ist;
unter der Bedingung, daß, wenn A oder B NR₃ ist, dann R₃ nicht Halogen ist und G nicht -NH-, -N(R_B)-, -O-, -NHC(=O)-, -NR_BC(=O)-, -NHS(O)_m- oder -NR_BS(O)- ist.
Stärker bevorzugt ist R_A unter der Gruppe ausgewählt, bestehend aus Pyridyl, Pyrimidyl, Pyrazinyl, Chinolinyl, Imidazolyl, Indolyl, Phenyl, Naphthyl, Tetrahydronaphthyl oder C₃-C₆-Cycloalkyl; wobei jedes unsubstituiert oder mit 1 bis 4 R₅-Gruppen substituiert ist. Noch stärker bevorzugt ist R_A Pyridyl, Pyrimidyl oder Phenyl, wobei jedes unsubstituiert oder mit 1 bis 4 R₅-Gruppen substituiert ist.
In einem anderen Aspekt stellt die Erfindung Verbindungen der Formel I bereit, worin R₁ Phenyl, Pyridyl oder Pyrimidyl ist, von denen jedes unsubstituiert oder mit 1 bis 3 unter Halogen, C₁-C₆-Alkyl, Halogen(C₁-C₆)alkyl, C₁-C₆-Alkoxy und Halogen(C₁-C₆)alkoxy unabhängig ausgewählten Gruppen substituiert ist;
R₂ C₁-C₄-Alkyl ist;
R₃ gegebenenfalls substituiertes Phenyl, Pyridyl oder Pyrimidyl ist; und
R₆ Wasserstoff ist.
In noch einem anderen Aspekt stellt die Erfindung Verbindungen der Formel I bereit, worin
R₁ Thiazolyl ist;
R₂ C₁-C₄-Alkyl ist;
R₃ gegebenenfalls substituiertes Phenyl, Pyridyl oder Pyrimidyl ist; und
R₆ Wasserstoff ist.
In noch einem anderen Aspekt stellt die Erfindung Verbindungen der Formel I bereit, worin
R₁ Phenyl, Pyridyl oder Pyrimidyl ist, von denen jedes unsubstituiert oder mit 1 bis 3 unter Halogen, C₁-C₆-Alkyl, Halogen(C₁-C₆)alkyl, C₁-C₆-Alkoxy und Halogen(C₁-C₆)alkoxy unabhängig ausgewählten Gruppen substituiert ist;
R₂ C₁-C₄-Alkyl ist;
A oder B CR₃R₆ ist; und
R₃ und R₆ unter Wasserstoff und Methyl unabhängig ausgewählt sind (bevorzugt ist R₆ Wasserstoff).
Die hierin bereitgestellten Verbindungen ändern (modulieren) nachweisbar die Ligandenbindung an GABA_A-Rezeptoren, wie unter Verwendung eines Standard-in-vitro-Rezeptorbindungsassays bestimmt. Die Verweise hierin auf einen „GABA_A-Rezeptor-Ligandenbindungsassay" sollen sich auf den Standard-in-vitro-Rezeptorbindungsassay beziehen, der in Beispiel 3 bereitgestellt wird. Kurz, es kann ein Konkurrenzassay durchgeführt werden, bei dem ein GABA_A-Rezeptorpräparat mit markiertem (beispielsweise ³H) Liganden, wie Flumazenil, und nicht-markierter Testverbindung inkubiert wird. Die Inkubation mit einer Verbindung, die nachweisbar die Ligandenbindung an GABA_A-Rezeptor moduliert, wird zu einer Verringerung oder Erhöhung der Menge an Markierung, die an das GABA_A-Rezeptorpräparat gebunden ist, in bezug auf die Menge an Markierung, die in Abwesenheit der Verbindung gebunden ist, führen. Bevorzugt wird eine solche Verbindung einen K_i an GABA_A-Rezeptor von weniger als 1 mikromolar, stärker bevorzugt weniger als 500 nM, 100 nM, 20 nM oder 10 nM zeigen. Der GABA_A-Rezeptor, der verwendet wird, um die in-vitro-Bindung zu bestimmen, kann aus einer Vielzahl von Quellen erhalten werden, beispielsweise aus Präparaten von Rattenhirnrinde oder aus Zellen, die geklonte menschliche GABA_A-Rezeptoren exprimieren.
Wenn gewünscht, können die hierin bereitgestellten Verbindungen in bezug auf bestimmte pharmakologische Eigenschaften bewertet werden, einschließlich Löslichkeit, orale Bioverfügbarkeit, Toxizität, Serumproteinbindung, Mangel an klinisch relevanter EKG-Wirkung und in-vitro- und in-vivo-Halbwertszeit, sind aber nicht darauf beschränkt. Routineassays, die in der Technik allgemein bekannt sind, können verwendet werden, um diese Eigenschaften zu analysieren, und bessere Verbindungen für eine spezielle Verwendung zu identifizieren. Beispielsweise beträgt die Löslichkeit in wässerigen Lösungen bevorzugt mindestens 500 ng/ml. Assays, die verwendet werden, um die Bioverfügbarkeit vorherzusagen, umfassen Transport über menschliche Darmzelleinschichten, einschließlich Caco-2-Zelleinschichten. Die Toxizität kann unter Verwendung jedes Standardverfahrens analysiert werden, wie dem Assay, der eine Wirkung auf die zelluläre ATP-Produktion, die in Beispiel 5 bereitgestellt wird, oder Toxizität auf kultivierte Hepatozyten nachweist. Die Durchdringung der Blut-Hirn-Schranke einer Verbindung in Menschen kann aus dem Hirnniveau der Verbindung bei Labortieren, die die Verbindung intravenös erhielten, vorhergesagt werden. Serumproteinbindung kann aus Albuminbindungsassays vorhergesagt werden. Diese Assays werden in einem Überblick von Oravcová, et al. (Journal of Chromatography B (1996) Band 677, Seiten 1 – 27) beschrieben. Die Verbindungshalbwertszeit ist umgekehrt proportional zu der Häufigkeit der Dosierung einer Verbindung. Die in-vitro-Halbwertszeiten von Verbindungen können aus Assays von mikrosomaler Halbwertszeit vorhergesagt werden, wie von Kuhnz and Gieschen (Drug Metabolism and Disposition, (1998) Band 26, Seiten 1120 – 1127) beschrieben.
Für Nachweiszwecke, wie nachstehend ausführlicher erläutert, können die hierin bereitgestellten Verbindungen isotopenmarkiert oder radioaktiv markiert werden. Diese Verbindungen sind identisch zu denen, die oben beschrieben sind, außer in bezug auf die Tatsache, daß ein oder mehrere Atome durch ein Atom mit einer atomaren Masse oder Massenzahl, die sich von der atomaren Masse oder Massenzahl, die üblicherweise in der Natur gefunden wird, unterscheidet, ersetzt wird/werden. Beispiele von Isotopen, die in die hierin bereitgestellten Verbindungen eingeführt werden können, umfassen Isotope von Wasserstoff, Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor Fluor und Chlor wie ²H, ³H, ¹¹C, ¹³C, ¹⁴C, ¹⁵N, ¹⁸O, ¹⁷O, ³¹P, ³²P, ³⁵S, ¹⁸F und ³⁶Cl. Außerdem kann die Substitution mit schweren Isotopen, wie Deuterium (d. h. ²H), bestimmte therapeutische Vorteile ergeben, die aus größerer metabolischer Stabili tät resultieren, beispielsweise erhöhte in-vivo-Halbwertszeit oder verringerte Dosierungserfordernisse, und können daher in bestimmten Umständen bevorzugt sein.
HERSTELLUNG DER VERBINDUNGEN
Die hierin bereitgestellten Verbindungen können im allgemeinen unter Verwendung von Standardsyntheseverfahren hergestellt werden. Ausgangsmaterialien sind im allgemeinen ohne weiteres aus kommerziellen Quellen erhältlich, wie Sigma-Aldrich Corp. (St. Louis, MO), oder können wie hierin beschrieben hergestellt werden. Repräsentative Verfahrensweisen, die zur Herstellung von Verbindungen der Formel I geeignet sind, werden in den Schemen I und II dargestellt, die nicht dazu gedacht sind, die Erfindung im Umfang und Sinn auf die darin gezeigten speziellen Reagenzien und Bedingungen zu beschränken. Der Fachmann wird erkennen, daß die Reagenzien und Bedingungen verändert und zusätzliche Schritte eingesetzt werden können, um Verbindungen herzustellen, die von der Erfindung umfaßt sind. In einigen Fällen kann der Schutz von reaktiven Funktionalitäten notwendig sein, um die gewünschten Transformationen zu erreichen. Im allgemeinen wird diese Notwendigkeit für Schutzgruppen sowie die Bedingungen, die notwendig sind, um diese Gruppen anzulagern und zu entfernen, dem Fachmann für organische Synthese offensichtlich sein. Wenn nicht anders in den Schemen nachstehend angegeben, sind die Variablen wie in Formel I definiert.
Schema I
Schema I stellt die Herstellung von repräsentativen ringkondensierten Imidazolderivaten dar, worin A oder B N ist. Kurz, die Reaktion von 2-(1H-Imidazol-4-yl)-ethylamin (Histamindihydrochlorid; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) mit Formaldehyd erzeugt 4,5,6,7-Tetrahydro-1H-imidazo[4,5-c]pyridindihydrochlorid. Verschiedene R₃-Gruppen können dann zu der Reaktion mit dem entsprechenden Alkyl- oder Arylelektrophil in Gegenwart einer Base zugegeben werden (R₃-L, worin L ein Halogen oder eine andere Austrittsgruppe ist). Der Fachmann wird erkennen, daß eine breite Vielzahl an R₃-Gruppen durch einfache wechselnde Verfahren eingeführt werden kann, die 4,5,6,7-Tetrahydro-1H-imidazo[4,5-c]pyridindihydrochlorid als Ausgangsmaterial einsetzen. R₂-Gruppen können durch die Reaktion mit einem geeigneten Iodid (beispielsweise Iodethan) zugegeben werden. Das Erhitzen in Formaldehyd führt zu den gezeigten isomeren Methanolalkoholen, A-1 und A-2. Diese Isomere können dann abgetrennt werden (beispielsweise über Säulenchromatographie auf Kieselgel). Die Hydroxylgruppe wird dann in eine Austrittsgruppe umgewandelt, wie beispielsweise ein Halogenid, und die Austrittsgruppe wird dann durch ein Imidazolderivat, welches die gewünschte R₂-Gruppe trägt, verschoben (hergestellt, wie in Schema III gezeigt).
Schema II
Schema II stellt die Herstellung von repräsentativen ringkondensierten Imidazolderivaten, worin A CH₂ ist und B CR₃R₆ ist, worin R₃ und R₆ beide Wasserstoff sind, dar. Kurz, die Reaktion von 4,5,6,7-Tetrahydro-1H-benzoimidazol (für die Herstellung siehe Chem. Ber. (1962) 95: 2049, 2052 – 53) mit einem geeigneten Iodid (beispielsweise Iodethan) führt zur Addition von R₂. Das Erhitzen in Formaldehyd führt zu dem Methanolderivat. Wenn R₃ nicht Wasserstoff ist, können die resultierenden Isomere dann abgetrennt werden (beispielsweise über Säulenchromatographie auf Kieselgel). Die Hydroxylgruppe wird dann in eine Austrittsgruppe umgewandelt, wie beispielsweise ein Halogenid, und die Austrittsgruppe wird dann durch ein Imidazolderivat, welches die gewünschte R₁-Gruppe trägt, verschoben (hergestellt, wie in Schema III gezeigt).
Schema III
Schema III stellt zwei Wege für die Synthese des R₁-Imidazolzwischenproduktes dar, das in den Schemen I und II verwendet wird. In Schritt 1 wird ein Aryl- oder Heteroarylaldehyd mit Glyoxal und Ammoniumhydroxid behandelt, um das R₁-Imidazolzwischenprodukt zu bilden. In Schritt 1' wird 1-Ethoxymethyl-1H-imidazol mit Butyllithium behandelt, gefolgt von Tri-n-butylzinnchlorid, um das Tri-n-butylstannanylderivat zu erhalten, welches mit Vorsicht behandelt werden muß, um Zersetzung zu vermeiden. In Schritt 2' wird das Tri-n-butylstannanylderivat in einer Palladiumkreuzkopplungsreaktion mit einem Aryl- oder Heteroarylhalogenid verwendet, um R₁ mit dem Imidazol zu verknüpfen. Die anschließende Behandlung mit Säure in Schritt 3' stellt das R₁-Imidazolzwischenprodukt bereit.
Schema IV
Schema IV stellt ein anderes Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Verbindungen dar. In Schema IV wird das Imidazo[4,5-c]pyridin i alkyliert, um die Verbindung ii zu bilden. Geeignete Alkylierungsmittel umfassen Alkylhalogenide, Arylalkylhalogenide, Alkyltriflate, Arylalkyltriflate und andere Alkylierungsmittel, die für den Fachmann offensichtlich sind. Das alkylierte Material ii wird dann reduziert, um das Tetrahydroimidazo[4,5-c]pyridin zu bilden. Geeignete Reduktionsmittel umfassen Hydridreduktionsmittel, wie Natriumborhydrid oder LiAlH₄, oder Übergangsmetallkatalysatoren und Wasserstoff, wie PtO oder Pd/C. Andere nützliche Reduktionsmittel sind dem Fachmann bekannt.
Es ist offensichtlich, daß die Ausgangsmaterialien verändert und zusätzliche Schritte eingesetzt werden können, um die veränderten Verbindungen, die von der Erfindung umfaßt sind, herzustellen.
In bestimmten Situationen können die hierin bereitgestellten Verbindungen ein oder mehrere asymmetrische Kohlenstoffatome enthalten, so daß die Verbindungen in unterschiedlichen stereoisomeren Formen existieren können. Diese Verbindungen können beispielsweise Racemate oder optisch aktive Formen sein. Wie oben erwähnt, sind alle Stereoisomere von der Erfindung umfaßt. Trotzdem kann es wünschenswert sein, einzelne Enantiomere (d. h. optisch aktive Formen) zu erhalten. Standardverfahren zur Herstellung einzelner Enantiomere umfassen asymmetrische Synthese und die Trennung der Racematen. Die Trennung der Racematen kann durch konventionelle Verfahren erreicht werden, wie Kristallisation in Gegenwart eines Trennungsmittels, oder Chromatographie unter Verwendung von beispielsweise einer chiralen HPLC-Säule.
Wie oben erwähnt, umfaßt die Erfindung pharmazeutisch zulässige Salze der hierin beschriebenen Verbindungen. Wie hierin verwendet, ist ein „pharmazeutisch zulässiges Salz" ein Säure- oder Basensalz, das im allgemeinen in der Technik für die Verwendung im Kontakt mit Geweben von Menschen oder Tieren ohne übermäßige Toxizität, Reizung, allergische Reaktion oder ein anderes Problem oder Komplikation, entsprechend eines zumutbaren Nutzen/Risiko-Verhältnisses geeignet ist. Der Fachmann wird eine breite Vielzahl an nichttoxischen pharmazeutisch zulässigen Additionssalzen, einschließlich Mineral- und organische Säuresalze von basischen Resten, wie Amine, sowie Alkali- oder organische Salze von sauren Resten, wie Carbonsäuren, erkennen. Spezielle pharmazeutische Salze umfassen Salze von Säuren, wie Salz-, Phosphor-, Bromwasserstoff-, Äpfel-, Glykol-, Fumar-, Schwefel-, Sulfamin-, Sulfin-, Sulfanil-, Ameisen-, Toluolsulfon-, Methansulfon-, Ethandisulfon-, 2-Hydroxyethylsulfon-, Oxal-, Isethion-, Salpeter-, Benzoe-, 2-Acetoxybenzoe-, Zitronen-, Wein-, Milch-, Stearin-, Salicyl-, Glutamin-, Ascorbin-, Pamoa-, Bernstein-, Fumar-, Malein-, Propion-, Hydroxymalein-, Iodwasserstoff-, Phenylessig-, Alkansäure, wie Essigsäure, HOOC-(CH₂)_n-COOH, wo n 0 bis 4 ist, und dergleichen, sind aber nicht darauf beschränkt. Ebenso umfassen pharmazeutisch zulässige Kationen Natrium, Kalium, Calcium, Aluminium, Lithium und Ammonium, sind aber nicht darauf beschränkt. Der Fachmann wird weitere pharmazeutisch zulässige Salze für die hierin bereitgestellten Verbindungen erkennen, ein schließlich denen, die von Remington's Pharmaceutical Sciences, 17. Aufl., Mack Publishing Company, Easton, PA, S. 1418 (1985) aufgelistet sind. Folglich sollte die vorliegende Offenbarung alle pharmazeutisch zulässigen Salze der speziell zitierten Verbindungen umfassen.
Eine breite Vielzahl an synthetischen Verfahrensweisen ist für die Herstellung von pharmazeutisch zulässigen Salzen verfügbar. Im allgemeinen kann ein pharmazeutisch zulässiges Salz aus einer Stammverbindung, die eine basische oder saure Einheit enthält, durch jedes konventionelle chemische Verfahren synthetisiert werden. Kurz, diese Salze können durch Umsetzen der freien Säure- oder Basenform von diesen Verbindungen mit einer stöchiometrischen Menge der entsprechenden Base oder Säure in Wasser oder in einem organischen Lösungsmittel oder in einem Gemisch aus zwei hergestellt werden; im allgemeinen sind nichtwässerige Medien, wie Ether, Ethylacetat, Ethanol, Isopropanol oder Acetonitril, bevorzugt.
Prodrugs der hierin bereitgestellten Verbindungen können durch Modifizieren funktioneller Gruppen, die in den Verbindungen vorliegen, in einer solchen Weise hergestellt werden, daß die Modifikationen zu den Stammverbindungen gespalten werden. Prodrugs umfassen Verbindungen, worin Hydroxy-, Amin- oder Sulfhydrylgruppen an irgendeine Gruppe gebunden sind, die sich, wenn sie an einen Säugerpatienten verabreicht wird, spaltet, wodurch eine freie Hydroxyl-, Amino- bzw. Sulfhydrylgruppe gebildet wird. Beispiele von Prodrugs umfassen Acetat-, Formiat- und Benzoatderivate von Alkohol- und Amin-funktionellen Gruppen innerhalb der hierin bereitgestellten Verbindungen, sind aber nicht darauf beschränkt. Bevorzugte Prodrugs umfassen acylierte Derivate. Der Fachmann wird verschiedene Syntheseverfahren erkennen, die eingesetzt werden können, um Prodrugs der hierin bereitgestellten Verbindungen herzustellen.
Die Verbindungen können mittels Durchführung ihrer Synthese unter Verwendung von Präkursoren, umfassend mindestens ein Atom, das ein Radioisotop ist, radioaktiv markiert werden. Diese(s) Radioisop(e) ist/sind bevorzugt aus Kohlenstoff (beispielsweise ¹⁴C), Wasserstoff (beispielsweise ³H), Schwefel (beispielsweise ³⁵S) oder Iod (beispielsweise ¹²⁵I) ausgewählt. Die Synthese dieser radioaktiv markierten Verbindungen kann konventionell durch einen Radioisotopenlieferanten durchgeführt werden, der sich auf die übliche Synthese von radioaktiv markierten Sondenverbindungen spezialisiert hat, wie Amersham Corporation, Arlington Heights, IL; Cambridge Isotope Laboratories, Inc. Andover, MA; SRI Internatio nal, Menlo Park, CA; Wizard Laboratories, West Sacramento, CA; ChemSyn Laboratories, Lexena, KS; American Radiolabeled Chemicals, Inc., St. Louis, MO; und Moravek Biochemicals Inc., Brea, CA. Tritium-markierte Verbindungen werden ebenso konventionell katalytisch über Platin-katalysierten Austausch in tritiierter Essigsäure, Säure-katalysierten Austausch in tritiierter Trifluoressigsäure oder heterogen-katalysierten Austausch mit Tritiumgas hergestellt. Diese Herstellungen werden konventionell als ein übliches radioaktives Markieren durch jeden der oben aufgelisteten Lieferanten unter Verwendung der Verbindung als Substrat durchgeführt. Außerdem können bestimmte Präkursoren dem Tritium-Halogen-Austausch mit Tritiumgas, Tritiumgasreduktion von ungesättigten Bindungen oder Reduktion unter Verwendung von Natriumbortritid, wenn geeignet, unterzogen werden. ¹⁴C-radioaktiv markierte Verbindungen der Erfindung können unter Verwendung von ¹⁴C-radioaktiv markiertem Diethyloxalat (AMERICAN RADIOLABELED CHEMICALS, St. Louis, MO, Katalog Nr. ARC-1127) als ein Ausgangsmaterial für die Synthese, die in Schema I dargestellt ist, hergestellt werden.
PHARMAZEUTISCHE ZUSAMMENSETZUNGEN
Die Erfindung stellt ebenso pharmazeutische Zusammensetzungen bereit, umfassend mindestens eine hierin bereitgestellte Verbindung zusammen mit mindestens einem physiologisch zulässigen Träger oder Trägerstoff. Diese Verbindungen können zum Behandeln von Störungen, die auf die GABA_A-Rezeptor-Modulation reagieren, verwendet werden (beispielsweise Behandlung von Angst, Depression, Schlafstörungen oder Wahrnehmungsbeeinträchtigung durch GABA_A-Rezeptor-Modulation). Pharmazeutische Zusammensetzungen können beispielsweise Wasser, Puffer (beispielsweise neutrale gepufferte Kochsalzlösung oder phosphatgepufferte Kochsalzlösung), Ethanol, Mineralöl, Pflanzenöl, Dimethylsulfoxid, Kohlenhydrate (beispielsweise Glukose, Mannose, Saccharose oder Dextrane), Mannitol, Proteine, Hilfsmittel, Polypeptide oder Aminosäuren, wie Glycin, Antioxidationsmittel, Chelatbildner, wie EDTA oder Glutathion, und/oder Konservierungsmittel umfassen. Bevorzugte pharmazeutische Zusammensetzungen werden zur oralen Abgabe an Menschen oder andere Tiere (beispielsweise Haustiere wie Hunde) formuliert. Wenn gewünscht, können andere Wirkstoffe ebenso einbezogen werden, wie ZNS-Mittel.
Pharmazeutische Zusammensetzungen können für jede entsprechende Verabreichungsweise formuliert werden, einschließlich beispielsweise topische, orale, nasale, rektale oder parente rale Verabreichung. Der Ausdruck parenteral, wie hierin verwendet, umfaßt subkutane, intradermale, intravaskuläre (beispielsweise intravenöse), intramuskuläre, spinale, intrakraniale, intrathekale und intraperitoneale Injektion, sowie jede ähnliche Injektions- oder Infusionstechnik. Bei bestimmten Ausführungsformen sind Zusammensetzungen in einer Form, die zur oralen Verwendung geeignet ist, bevorzugt. Diese Formen umfassen beispielsweise Tabletten, Pastillen, Hustenbonbons, wässerige oder ölige Suspensionen, dispergierbare Pulver oder Granulate, Emulsionen, harte oder weiche Kapseln oder Sirups oder Elixiere. Innerhalb noch anderer Ausführungsformen können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen als ein Lyophilisat formuliert werden.
Die Zusammensetzungen, die zur oralen Verwendung gedacht sind, können außerdem eine oder mehrere Komponenten umfassen, wie Süßungsmittel, Aromastoffe, Farbmittel und Konservierungsmittel, um ansprechende und schmackhafte Präparate bereitzustellen. Tabletten enthalten den Wirkstoff in Beimischung mit physiologisch zulässigen Trägerstoffen, die zur Herstellung von Tabletten geeignet sind. Diese Trägerstoffe umfassen beispielsweise inerte Verdünnungsmittel (beispielsweise Calciumcarbonat, Natriumcarbonat, Lactose, Calciumphosphat oder Natriumphosphat), Granuliermittel und Lösungsvermittler (beispielsweise Maisstärke oder Alginsäure), Bindemittel (beispielsweise Stärke, Gelatine oder Akazie) und Schmiermittel (beispielsweise Magnesiumstearat, Stearinsäure oder Talk). Die Tabletten können unbeschichtet sein oder sie können durch bekannte Techniken beschichtet sein, um die Auflösung und Absorption in dem Magendarmtrakt zu verzögern und dadurch eine anhaltende Wirkung über einen längeren Zeitraum bereitzustellen. Beispielsweise kann ein zeitverzögerndes Material, wie Glycerylmonosterat oder Glyceryldistearat, eingesetzt werden.
Die Formulierungen zur oralen Verwendung können ebenso als harte Gelatinekapseln, wobei der Wirkstoff mit einem inerten festen Verdünnungsmittel (beispielsweise Calciumcarbonat, Calciumphosphat oder Kaolin) gemischt wird, oder als weiche Gelatinekapseln vorliegen, wobei der Wirkstoff mit Wasser oder einem Ölmedium (beispielsweise Erdnußöl, flüssigem Paraffin oder Olivenöl) gemischt wird.
Wässerige Suspensionen umfassen die aktiven Materialien in Beimischung mit einem oder mehreren Trägerstoffen, die für die Herstellung von wässerigen Suspensionen geeignet sind. Diese Trägerstoffe sind Suspendiermittel (beispielsweise Natriumcarboxymethylcellulose, Methylcellulose, Hydropropylmethylcellulose, Natriumalginat, Polyvinylpyrrolidon, Tragantgummi und Gummiarabikum); und Dispergier- oder Benetzungsmittel (beispielsweise natürlich vorkommende Phosphatide, wie Lecithin, Kondensationsprodukte eines Alkylenoxids mit Fettsäuren wie Polyoxyethylenstearat, Kondensationsprodukte von Ethylenoxid mit langkettigen aliphatischen Alkoholen, wie Heptadecaethylenoxycetanol, Kondensationsprodukte von Ethylenoxid mit Teilestern, abgeleitet von Fettsäuren und einem Hexitol, wie Polyoxyethylensorbitolmonooleat, oder Kondensationsprodukte von Ethylenoxid mit Teilestern, abgeleitet von Fettsäuren und Hexitolanhydriden, wie Polyethylensorbitanmonooleat). Wässerige Suspensionen können ebenso ein oder mehrere Konservierungsmittel, beispielsweise Ethyl oder n-Propyl-p-hydroxybenzoat, ein oder mehrere Farbmittel, ein oder mehrer Aromastoffe und ein oder mehrere Süßungsmittel, wie Saccharose oder Saccharin, enthalten.
Ölige Suspensionen können durch Suspendieren der Wirkstoffe in einem Pflanzenöl (beispielsweise Arachisöl, Olivenöl, Sesamöl oder Kokosnußöl) oder in einem Mineralöl, wie flüssiges Paraffin, formuliert werden. Die öligen Suspensionen können ein Verdickungsmittel, wie Bienenwachs, hartes Paraffin oder Cetylalkohol, enthalten. Süßungsmittel, wie die oben dargestellten, und/oder Aromastoffe können zugegeben werden, um schmackhafte orale Präparate bereitzustellen. Diese Suspension kann durch die Zugabe eines Antioxidationsmittels wie Ascorbinsäure konserviert werden.
Dispergierbare Pulver und Granulate, die zur Herstellung einer wässerigen Suspension durch die Zugabe von Wasser geeignet sind, stellen den Wirkstoff in Beimischung mit einem Dispergier- oder Benetzungsmittel, Suspendiermittel und einem oder mehreren Konservierungsmitteln bereit. Geeignete Dispergier- oder Benetzungsmittel und Suspendiermittel werden durch die bereits oben erwähnten veranschaulicht. Zusätzliche Trägerstoffe, wie Süßungsmittel, Aromastoffe und Farbmittel, können ebenso vorliegen.
Pharmazeutische Zusammensetzungen können ebenso in Form von Öl-in-Wasser-Emulsionen vorliegen. Die ölige Phase kann ein Pflanzenöl (beispielsweise Olivenöl oder Arachisöl) oder ein Mineralöl (beispielsweise flüssiges Paraffin) oder Gemische davon sein. Geeignete Emulgatoren können natürlich vorkommende Gummis (beispielsweise Gummiarabikum oder Gummitragant), natürlich vorkommende Phophatide (beispielsweise Sojabohne, Lecithin und Ester oder Teilester, abgeleitet von Fettsäuren und Hexitol), Anhydride (beispielsweise Sorbi tanmonoleat) und Kondensationsprodukte von Teilestern, abgeleitet von Fettsäuren und Hexitol, mit Ethylenoxid (beispielsweise Polyoxyethylensorbitanmonoleat) sein. Die Emulsionen können ebenso Süßungsmittel und/oder Aromastoffe enthalten.
Sirups und Elixiere können mit Süßungsmitteln, wie Glycerol, Propylenglykol, Sorbitol oder Saccharose, formuliert werden. Diese Formulierungen können ebenso ein oder mehrere Linderungsmittel, Konservierungsmittel, Aromastoffe und/oder Farbmittel umfassen.
Eine pharmazeutische Zusammensetzung kann als eine sterile injizierbare wässerige oder ölige Suspension hergestellt werden. Die Verbindung kann in Abhängigkeit des verwendeten Vehikels und der Konzentration entweder in dem Vehikel suspendiert oder gelöst werden. Eine solche Zusammensetzung kann gemäß der bekannten Technik unter Verwendung von geeigneten Dispergier-, Benetzungs- und/oder Suspendiermitteln, wie den oben erwähnten, formuliert werden. Unter den zulässigen Vehikeln und Lösungsmitteln, die eingesetzt werden können, sind Wasser, 1,3-Butandiol, Ringer'sche Lösung und isotonische Natriumchloridlösung. Außerdem können sterile fette Öle als ein Lösungsmittel oder Suspendiermedium eingesetzt werden. Für diesen Zweck kann jedes milde fette Öl eingesetzt werden, einschließlich synthetische Mono- oder Diglyceride. Außerdem finden Fettsäuren wie Ölsäure Verwendung bei der Herstellung von injizierbaren Zusammensetzungen, und Hilfsmittel wie lokale Anästhetika, Konservierungsmittel und/oder Puffer können in dem Vehikel gelöst werden.
Pharmazeutische Zusammensetzungen können ebenso in Form von Zäpfchen (beispielsweise zur rektalen Verabreichung) hergestellt werden. Diese Zusammensetzungen können durch Mischen des Arzneimittels mit einem geeigneten nicht-reizenden Trägerstoff, der bei normalen Temperaturen fest, aber bei der rektalen Temperatur flüssig ist, hergestellt werden und werden deshalb in dem Rektum schmelzen, wodurch das Arzneimittel freigesetzt wird. Geeignete Trägerstoffe umfassen beispielsweise Kakaobutter und Polyethylenglykole.
Zur Verabreichung an nicht-menschliche Tiere kann die Zusammensetzung ebenso zu Tierfutter oder Trinkwasser zugegeben werden. Es kann günstig sein, Tierfutter- und Trinkwasserzusammensetzungen so zu formulieren, daß das Tier eine entsprechende Menge der Zusammensetzung zusammen mit seiner Nahrung aufnimmt. Es kann ebenso günstig sein, daß die Zusammensetzung als eine Vormischung für die Zugabe zu Futter oder Trinkwasser vorliegt.
Pharmazeutische Zusammensetzungen können als Formulierungen mit nachhaltig wirkender Freisetzung formuliert werden (beispielsweise eine Formulierung wie eine Kapsel, die eine langsame Freisetzung der Verbindung nach der Verabreichung bewirkt). Diese Formulierungen können im allgemeinen unter Verwendung einer allgemein bekannten Technologie hergestellt und durch beispielsweise orale, rektale oder subkutane Implantation oder durch Implantation an der gewünschten Zielstelle verabreicht werden. Träger zur Verwendung innerhalb dieser Formulierungen sind bioverträglich, und können ebenso biologisch abbaubar sein; bevorzugt stellen die Formulierungen ein relativ konstantes Niveau an Freisetzung des Wirkstoffes bereit. Die Menge an Verbindung, die in einer Formulierung mit nachhaltig wirkender Freisetzung enthalten ist, hängt von der Implantationsstelle, der Rate und erwarteten Dauer der Freisetzung und der Art des Zustandes, der behandelt oder verhindert werden soll, ab.
Die hierin bereitgestellten Verbindungen liegen im allgemeinen in einer pharmazeutischen Zusammensetzung in einer therapeutisch wirksamen Menge vor. Eine therapeutisch wirksame Menge ist eine Menge, die zu einem erkennbaren Patientennutzen führt, wie Verringerung der Symptome einer ZNS-Störung. Eine bevorzugte Konzentration ist eine, die ausreichend ist, um die Bindung von GABA_A-Rezeptorligand an GABA_A-Rezeptor in vitro zu inhibieren. Zusammensetzungen, die Dosisniveaus zwischen etwa 0,1 mg und etwa 140 mg pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag bereitstellen, sind bevorzugt (etwa 0,5 mg bis etwa 7 g pro menschlichem Patienten pro Tag). Die Menge an Wirkstoff, der mit den Trägermaterialien kombiniert werden kann, um eine Einzeldosisform herzustellen, wird in Abhängigkeit des behandelten Wirts und der speziellen Verabreichungsweise variieren. Dosiseinheitsformen werden im allgemeinen zwischen etwa 1 mg und etwa 500 mg eines Wirkstoffes enthalten. Es wird jedoch selbstverständlich sein, daß die optimale Dosis für jeden speziellen Patienten von einer Vielzahl von Faktoren, einschließlich der Aktivität der speziellen eingesetzten Verbindung; dem Alter, Körpergewicht, der allgemeinen Gesundheit, dem Geschlecht und der Ernährung des Patienten; der Zeit und Verabreichungsweise; der Ausscheidungsrate; jeglicher gleichzeitiger Behandlung, wie einer Arzneimittelkombination; und dem Typ und der Schwere der speziellen Krankheit, die behandelt wird, abhängen wird. Optimale Dosierungen kön nen unter Verwendung von Routinetests und -verfahren, die in der Technik allgemein bekannt sind, etabliert werden.
Pharmazeutische Zusammensetzungen können zum Behandeln einer ZNS-Störung, wie Angst, Depression, einer Schlafstörung, Störung mit Aufmerksamkeitsmangel oder Alzheimerscher Demenz, verpackt werden. Verpackte pharmazeutische Präparate umfassen einen Behälter, der eine therapeutisch wirksame Menge von mindestens einer Verbindung, wie hierin beschrieben, und Instruktionen (beispielsweise Etikettierung) enthält, die angeben, daß die enthaltene Zusammensetzung zum Behandeln der ZNS-Störung verwendet werden soll.
VERFAHREN ZUR VERWENDUNG
Innerhalb bestimmter Aspekte sind die erfindungsgemäßen Verbindungen bei Verfahren zur Inhibierung der Entwicklung einer ZNS-Störung nützlich. Mit anderen Worten können die hierin bereitgestellten therapeutischen Verfahren verwende werden, um eine Störung zu behandeln, oder können verwendet werden, um den Ausbruch einer solchen Krankheit bei einem Patienten, der frei von nachweisbarer ZNS-Störung ist, zu verhindern oder zu verzögern. ZNS-Störungen werden nachstehend ausführlicher erläutert, und können unter Verwendung von Kriterien, die in der Technik etabliert worden sind, diagnostiziert und überwacht werden. Alternativ oder außerdem können die hierin bereitgestellten Verbindungen an einen Patienten verabreicht werden, um das Kurzzeitgedächtnis zu verbessern. Patienten umfassen Menschen, Haustiere (Heimtiere wie Hunde) und Vieh, mit Dosierungen und Behandlungsregimen, wie oben beschrieben.
Die Häufigkeit der Dosierung kann in Abhängigkeit der verwendeten Verbindung und der speziellen Krankheit, die behandelt oder verhindert werden soll, variieren. Im allgemeinen ist für die Behandlung von den meisten Störungen ein Dosierungsregime von viermal täglich oder weniger bevorzugt. Für die Behandlung von Schlafstörungen ist eine einzelne Dosis, die schnell wirksame Konzentrationen erreicht, wünschenswert. Patienten können im allgemeinen hinsichtlich der therapeutischen Wirksamkeit unter Verwendung von Assays überwacht werden, die für den Zustand, der behandelt oder verhindert wird, geeignet sind, was dem Fachmann bekannt ist.
Die hierin bereitgestellten Verbindungen können verwendet werden, um Patienten, die einer derartigen Behandlung bedürfen, in einer Menge zu behandeln, die ausreichend ist, um die Symptome einer ZNS-Störung zu ändern. Die Verbindungen, die als Agonisten an α₂β₃γ₂- und α₃β₃γ₂-Rezeptorsubtypen agieren, sind beim Behandeln von Angststörungen, wie Panikstörung, obsessiv-kompulsive Störung und generalisierte Angststörung; Streßstörungen, einschließlich posttraumatischem Streß, und akuten Streßstörungen, besonders nützlich. Verbindungen, die als Agonisten an α₂β₃γ₂- und α₃β₃γ₂-Rezeptorsubtypen agieren, sind ebenso beim Behandeln von depressiven oder bipolaren Störungen und beim Behandeln von Schlafstörungen nützlich. Verbindungen, die als inverse Agonisten an dem α₅β₃γ₂-Rezeptorsubtyp oder α₁β₂γ₂- und α₅β₃γ₂-Rezeptorsubtypen agieren, sind beim Behandeln von Wahrnehmungsstörungen, einschließlich denen, die aus Down-Syndrom, neurodegenerativen Krankheiten, wie Alzheimer-Krankheit und Parkinson-Krankheit, und Schlaganfall-verbundender Demenz resultieren, besonders nützlich. Die erfindungsgemäßen Verbindungen, die als inverse Agonisten an den α₅β₃γ₂-Rezeptor agieren, sind beim Behandeln von Wahrnehmungsstörungen durch die Verbesserung des Gedächtnisses und insbesondere Kurzzeitgedächtnisses bei Gedächtnis-beeinträchtigten Patienten besonders nützlich. Verbindungen, die als Agonisten an dem α₁β₂γ₂-Rezeptorsubtyp agieren, sind beim Behandeln von Wahrnehmungsstörungen wie Epilepsie nützlich. Verbindungen, die als Antagonisten an der Benzodiazepinstelle agieren, sind beim Umkehren der Wirkung von Benzodiazepinüberdosis und beim Behandeln von Arzneimittel- und Alkoholabhängigkeit nützlich.
ZNS-Störungen, die unter Verwendung der Verbindungen und hierin bereitgestellten Zusammensetzungen behandelt werden können, umfassen:
Depression, beispielsweise Depression, atypische Depression, bipolare Störung, deprimierte Phase der bipolaren Störung.
Angst, beispielsweise allgemeine Angststörung (GAD), Agoraphobie, Panikstörung +/– Agoraphobie, soziale Phobie, spezifische Phobie, posttraumatische Streßstörung, obsessivkompulsive Störung (OCD), Dysthymie, Anpassungsstörung mit Störung der Stimmung und Angst, Trennungsangststörung, akute Erwartungsneurose-Streßstörung, Anpassungsstörungen, Zyklothymie.
Schlafstörungen, beispielsweise Schlafstörungen, einschließlich primäre Schlaflosigkeit, Tagesrhythmus-Schlafstörung, Dyssomnie-NOS, Parasomnien, einschließlich Alptraumstörung, Schlafstörung mit Alpträumen, Schlafstörungen, sekundär zu Depression und/oder Angst, oder andere mentale Störungen, Substanz-induzierte Schlafstörung.
Wahrnehmungsbeeinträchtigung, beispielsweise Wahrnehmungsbeeinträchtigung, Alzheimer-Krankheit, Parkinson-Krankheit, milde Wahrnehmungsbeeinträchtigung (MCI), altersbedingter Wahrnehmungsverfall (ARCD), Schlafanfall, traumatische Gehirnverletzung, AIDS-verbundene Demenz, Demenz, die mit Depression, Angst oder Psychose verbunden ist (einschließlich Schizophrenie und Halluzinationsstörung).
Störung mit Aufmerksamkeitsmangel, beispielsweise Störung mit Aufmerksamkeitsmangel (ADD) und Aufmerksamkeitsschwäche und Hyperaktivitätsstörung (ADHD). Sprachstörungen, beispielsweise Bewegungstick, klonisches Stottern, Störung des Sprachflusses, Sprachblockade, Dysarthrie, Tourette-Syndrom und Logospasmus.
Die hierin bereitgestellten Verbindungen und Zusammensetzungen können ebenso verwendet werden, um das Kurzzeitgedächtnis (Arbeitsspeicher) bei einem Patienten zu verbessern. Eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung zur Verbesserung des Kurzzeitgedächtnisverlusts ist eine Menge, die ausreichend ist, um zu einer statistisch signifikanten Verbesserung in jedem Standardtest der Kurzzeitgedächtnisfunktion zu führen, einschließlich Zähl-wiederholtest und Reihenauswendiglernen. Beispielsweise kann ein solcher Test so gestaltet sein, daß die Fähigkeit eines Patienten, sich an Worte oder Buchstaben zu erinnern, bewertet werden kann. Alternativ kann eine vollständigere neurophysische Bewertung verwendet werden, um die Kurzzeitgedächtnisfunktion zu analysieren. Bei Patienten, die behandelt werden, um das Kurzzeitgedächtnis zu verbessern, kann Gedächtnisbeeinträchtigung diagnostiziert sein oder sie können als zur Entwicklung dieser Beeinträchtigung ernsthaft prädisponiert betrachtet werden, müssen aber nicht.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind bei Verfahren zur Potenzierung der Wirkung (oder therapeutischen Wirkung) von anderen ZNS-Mittel(n) nützlich. Diese Verfahren umfassen das Verabreichen einer wirksamen Menge einer hierin bereitgestellten Verbindung in Kombination mit einem anderen ZNS-Mittel. ZNS-Mittel umfassen die folgenden, sind aber nicht darauf beschränkt: für Angst, Serotoninrezeptor- (beispielsweise 5-HT_2A) -agonisten und -antagonisten; für Angst und Depression, Neurokininrezeptorantagonisten oder Kortikotropin-Freisetzungsfaktorrezeptor- (CRF₁) -antagonisten; für Schlafstörungen, Melatoninrezeptoragonisten; und für neurodegenerative Störungen, wie Alzheimersche Demenz, Niko tinagonisten, Muscarinmittel, Acetylcholinesteraseinhibitoren und Dopaminrezeptoragonisten. Innerhalb bevorzugter Ausführungsformen stellt die Erfindung ein Verfahren zur Potenzierung der antidepressiven Aktivität von selektiven Serotoninwiederaufnahmeinhibitoren (SSRIs) durch Verabreichen einer wirksamen Menge einer GABA-Agonistenverbindung der Erfindung in Kombination mit einem SSRI bereit. Eine wirksame Menge an Verbindung ist eine Menge, die ausreichend ist, um zu einer nachweisbaren Veränderung der Symptome des Patienten zu führen, im Vergleich zu einem Patienten, der mit dem anderen ZNS-Mittel allein behandelt wird.
Die Kombinationsverabreichung kann in einer Weise analog zu der durchgeführt werden, die in Da-Rocha, et al., J. Psychopharmacology (1997) 11 (3): 211 – 218; Smith, et al., Am. J. Psychiatry (1998) 155 (10): 1339 – 45; oder Le, et al., Alcohol and Alcoholism (1996) 31 (Suppl.): 127 – 132 offenbart ist. Siehe ebenso internationale PCT-Veröffentlichungen Nr. WO 99/47142; WO 99/47171; WO 99/47131 und WO 99/37303.
Die Erfindung betrifft ebenso Verfahren zur Inhibierung der Bindung von Benzodiazepinverbindungen, wie Ro15-1788 oder GABA, an die GABA_A-Rezeptoren. Diese Verfahren umfassen das Kontaktieren einer hierin bereitgestellten Verbindung mit Zellen, die den GABA_A-Rezeptor exprimieren, wobei die Verbindung in einer Menge vorliegt, die ausreichend ist, um die Benzodiazepinbindung oder GABA-Bindung an GABA_A-Rezeptoren in vitro zu inhibieren. Dieses Verfahren umfaßt das Inhibieren der Bindung von Benzodiazepinverbindungen an GABA_A-Rezeptoren in vivo (beispielsweise bei einem Patienten, der eine Menge einer hierin bereitgestellten Verbindung erhielt, die ausreichend sein würde, um die Bindung der Benzodiazepinverbindungen oder GABA an GABA_A-Rezeptoren in vitro zu inhibieren). In einer Ausführungsform sind diese Verfahren beim Behandeln von Benzodiazepinarzneimittelüberdosis nützlich. Die Menge einer Verbindung, die ausreichend sein würde, um die Bindung einer Benzodiazepinverbindung an den GABA_A-Rezeptor zu inhibieren, kann ohne weiteres über einen GABA_A-Rezeptor-Bindungsassay bestimmt werden, wie der in Beispiel 3 beschriebene Assay.
Innerhalb separater Aspekte stellt die Erfindung eine Vielzahl von in-vitro-Verwendungen für die hierin bereitgestellten Verbindungen bereit. Beispielsweise können diese Verbindungen als Sonden für den Nachweise und Lokalisierung von GABA_A-Rezeptoren in Proben, wie Gewebeschnitt, als positive Kontrollen in Assays für die Rezeptoraktivität, als Standards und Reagenzien zur Bestimmung der Fähigkeit eines in Frage kommenden Mittels, an GABA_A-Rezeptor zu binden, oder als radioaktive Tracer für Positronen-Emissionstomographie (PET) Bilderzeugung oder für Single-Photonen-Emissionscomputertomographie (SPECT), verwendet werden. Diese Assays können verwendet werden, um GABA_A-Rezeptoren bei lebenden Patienten zu charakterisieren. Diese Verbindungen sind ebenso als Standards und Reagenzien bei der Bestimmung der Fähigkeit eines potentiellen Pharmazeutikums, an GABA_A-Rezeptor zu binden, nützlich.
Innerhalb der Verfahren zur Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit von GABA_A-Rezeptor in einer Probe kann eine Probe mit einer Verbindung, wie hierin bereitgestellt, unter Bedingungen inkubiert werden, die das Binden der Verbindung an GABA_A-Rezeptor ermöglichen. Die Menge an Verbindung, die an GABA_A-Rezeptor in der Probe bindet, wird dann nachgewiesen. Beispielsweise kann eine Verbindung unter Verwendung irgendeiner Vielzahl von allgemein bekannten Techniken markiert werden (beispielsweise radioaktiv markiert mit einem Radionuklid, wie Tritium, wie hierin beschrieben), und mit der Probe inkubiert (die beispielsweise ein Präparat aus kultivierten Zellen, ein Gewebepräparat oder eine Fraktion davon sein kann). Eine geeignete Inkubationszeit kann im allgemeinen durch Analysieren der Niveaus an Bindung, die über einen Zeitraum auftritt, bestimmt werden. Nach der Inkubation wird die nicht-gebundene Verbindung entfernt, und die gebundene Verbindung unter Verwendung irgendeines Verfahrens für die eingesetzte Markierung nachgewiesen werden (beispielsweise Autoradiographie oder Szintillationszählung für radioaktiv markierte Verbindungen; spektroskopische Verfahren können verwendet werden, um lumineszierende Gruppen und fluoreszierende Gruppen nachzuweisen). Als eine Kontrolle kann eine abgestimmte Probe gleichzeitig mit radioaktiv markierter Verbindung und einer größeren Menge an nicht-markierter Verbindung kontaktiert werden. Nicht-gebundene markierte und nicht-markierte Verbindung wird dann in derselben Weise entfernt, und gebundene Markierung wird nachgewiesen. Eine größere Menge an nachweisbarer Markierung in der Testprobe als in der Kontrolle gibt die Gegenwart von Capsaicinrezeptor in der Probe an. Die Detektionsassays, einschließlich Rezeptorautoradiographie (Rezeptor-Mapping) von GABA_A-Rezeptoren in kultivierten Zellen oder Gewebeproben, können durchgeführt werden, wie von Kuhar in den Abschnitten 8.1.1 bis 8.1.9 von Current Protocols in Pharmacology (1998) John Wiley & Sons, New York beschrieben.
Beispielsweise können die hierin bereitgestellten Verbindungen für das Nachweisen von GABA_A-Rezeptoren in Zell- oder Gewebeproben verwendet werden. Dies kann durch Herstellen einer Vielzahl von angepaßten Zell- oder Gewebeproben durchgeführt werden, wobei zumindest eine von denen als eine experimentelle Probe hergestellt wird und mindestens eine von denen als Kontrollprobe hergestellt wird. Die experimentelle Probe wird durch Kontaktieren (unter Bedingungen, die das Binden von RO15-1788 an GABA_A-Rezeptoren innerhalb der Zell- und Gewebeproben ermöglichen) von mindestens einer der abgestimmten Zell- oder Gewebeproben hergestellt, die zuvor nicht mit irgendeiner hierin bereitgestellten Verbindung mit einer experimentellen Lösung, umfassend ein nachweisbar markiertes Präparat der ausgewählten Verbindung bei der ersten gemessenen Molkonzentration, kontaktiert worden ist. Die Kontrollprobe wird in derselben Weise wie die experimentelle Probe hergestellt, und enthält ebenso ein nicht-markiertes Präparat derselben Verbindung bei einer größeren Molkonzentration.
Die experimentellen und Kontrollproben werden dann gewaschen, um die nicht-gebundene nachweisbar markierte Verbindung zu entfernen. Die Menge an restlicher gebundener nachweisbar markierter Verbindung wird dann gemessen, und die Menge an nachweisbar markierter Verbindung in den experimentellen und Kontrollproben wird verglichen. Ein Vergleich, der den Nachweis einer größeren Menge an nachweisbarer Markierung in der mindestens einen gewaschenen experimentellen Probe angibt, als es in jeder der Kontrollproben nachgewiesen wird, zeigt die Gegenwart von GABA_A-Rezeptor in der experimentellen Probe.
Die nachweisbar markierte Verbindung, die in dieser Verfahrensweise verwendet wird, kann mit einer radioaktiven Markierung oder einer direkt oder indirekt lumineszenten Markierung markiert sein. Wenn Gewebeschnitte in dieser Verfahrensweise verwendet werden und die nachweisbar markierte Verbindung radioaktiv markiert ist, kann die gebundene, markierte Verbindung autoradiographisch nachgewiesen werden, um ein Autoradiogramm zu erzeugen. Die Menge an nachweisbarer Markierung in einer experimentellen oder Kontrollprobe kann durch Betrachtung des Autoradiogramms und Vergleichen der Exponierungsdichte der Autoradiogramme gemessen werden.
Die hierin bereitgestellten Verbindungen können ebenso innerhalb einer Vielzahl von allgemein bekannten Zellkultur- und Zellseparationsverfahren verwendet werden. Beispielsweise können die Verbindungen mit einer Innenoberfläche einer Gewebekulturplatte oder anderem Zellkulturträger zur Verwendung beim Immobilisieren von GABA_A-Rezeptor-exprimierenden Zellen für Screens, Assays und Wachstum in Kultur verbunden werden. Diese Verknüpfung kann durch jede geeignete Technik, wie die oben beschriebenen Verfahren, sowie andere Standardtechniken durchgeführt werden. Die Verbindungen können ebenso verwendet werden, um die Zellidentifikation und -sortierung in vitro zu erleichtern, was die Wahl an Zellen, die einen GABA_A-Rezeptor exprimieren, ermöglicht. Bevorzugt sind/ist die Verbindung(en) für die Verwendung in diesen Verfahren markiert, wie oben beschrieben. Innerhalb einer Ausführungsform wird eine Verbindung, die mit einem fluoreszierenden Marker, wie Fluorescein, mit den Zellen. kontaktiert, die dann durch Fluoreszenz-aktivierte Zellsortierung (FACS) analysiert werden.
Innerhalb anderer Aspekte werden Verfahren zur Modulation der Bindung von Ligand an einen GABA_A-Rezeptor in vitro oder in vivo bereitgestellt, umfassend das Kontaktieren eines GABA_A-Rezeptors mit einer ausreichenden Menge einer hierin bereitgestellten Verbindung unter Bedingungen, die zum Binden des Liganden an den Rezeptor geeignet sind. Der GABA_A-Rezeptor kann in Lösung, in einem kultivierten oder isolierten Zellpräparat oder innerhalb eines Patienten vorliegen. Bevorzugt liegt der GABA_A-Rezeptor im Gehirn eines Säugers vor. Im allgemeinen sollte die Menge an Verbindung, die mit dem Rezeptor kontaktiert wird, ausreichend sein, um die Ligandenbindung an GABA_A-Rezeptor in vitro innerhalb beispielsweise eines Bindungsassays, wie in Beispiel 3 beschrieben, zu modulieren.
Ebenso werden hierin Verfahren zur Änderung der signalübertragenden Aktivität von zellulärem GABA_A-Rezeptor (speziell die Chloridionenleitfähigkeit) durch Kontaktieren des GABA_A-Rezeptors, entweder in vitro oder in vivo, mit einer ausreichenden Menge einer Verbindung, wie oben beschrieben, unter Bedingungen, die für das Binden von Ligand an den Rezeptor geeignet sind, bereitgestellt. Der GABA_A-Rezeptor kann in Lösung, in einem kultivierten oder isolierten Zellpräparat oder innerhalb eines Patienten vorliegen, und die Menge an Verbindung kann eine Menge sein, die ausreichend sein würde, um die signalübertragende Aktivität von GABA_A-Rezeptoren in vitro zu verändern. Im allgemeinen sollte die Menge an Verbindung, die mit dem Rezeptor kontaktiert wird, ausreichend sein, um die Ligandenbin dung an GABA_A-Rezeptor in vitro innerhalb beispielsweise eines Bindungsassays, wie in Beispiel 3 beschrieben, zu modulieren. Eine Wirkung auf die signalübertragende Aktivität kann als eine Änderung in Elektrophysiologie der Zellen unter Verwendung von Standardtechniken analysiert werden. Wenn der Rezeptor in einem Tier vorliegt, kann eine Änderung in der Elektrophysiologie der Zelle als eine Änderung in dem Freßverhalten des Tiers nachgewiesen werden. Die Menge einer Verbindung, die ausreichend sein würde, um die signalübertragende Aktivität von GABA_A-Rezeptoren zu ändern, kann über einen GABA_A-Rezeptor-Signalübertragungs-Assay bestimmt werden, wie der Assay, der in Beispiel 4 beschrieben ist. Die Zellen, die die GABA-Rezeptoren in vivo exprimieren, können neuronale Zellen oder Gehirnzellen sein, sind aber nicht darauf beschränkt. Diese Zellen können mit Verbindungen der Erfindung durch Kontakt mit einer Körperflüssigkeit, enthaltend die Verbindung, beispielsweise durch Kontakt mit Hirn-Rückenmark-Flüssigkeit kontaktiert werden. Die Änderung der signalübertragenden Aktivität von GABA_A-Rezeptoren in vitro kann aus einer nachweisbaren Veränderung in der Elektrophysiologe von Zellen, die GABA_A-Rezeptoren exprimieren, bestimmt werden, wenn diese Zellen mit einer erfindungsgemäßen Verbindung in Gegenwart von GABA kontaktiert werden.
Intrazelluläre Ableitung oder Patch-Clamp-Ableitung kann verwendet werden, um Änderungen in der Elektrophysiologie von Zellen quantitativ zu bestimmen. Eine reproduzierbare Veränderung im Verhalten eines Tiers, das eine erfindungsgemäße Verbindung erhielt, kann ebenso verwendet werden, um anzugeben, daß Veränderungen in der Elektrophysiologie von Tierzellen, die GABA_A-Rezeptoren exprimieren, auftrat.
Die folgenden Beispiele werden zur Illustration und nicht durch Einschränkung dargelegt. Wenn nicht anders angegeben, sind alle Reagenzien und Lösungsmittel von kommerzieller Standardqualität und werden ohne weitere Reinigung verwendet. Ausgangsmaterialien und verschiedene Zwischenprodukte können aus kommerziellen Quellen erhalten werden, aus kommerziell erhältlichen organischen Verbindungen hergestellt werden oder unter Verwendung allgemein bekannter Syntheseverfahren hergestellt werden.
BEISPIELE
BEISPIEL 1
3-Ethyl-5(3-nitro-pyridin-2-yl)-2-(2-thiazol-2-yl-imidazol-1-ylmethyl)-4,5,6,7-tetrahydro-3H-imidazo[4,5-c]pyridin (Verbindung 1)
Schritt 1: Ein Gemisch aus 4,5,6,7-Tetrahydro-1H-imidazo[4,5-c]pyridindihydrochlorid (2,0 g, 12,5 mmol; hergestellt, wie im wesentlichen von Habermehl, E., Heterocycles 5: 127, 133 (1976) beschrieben), 2-Chlor-3-nitropyridin (1,7 g, 11,25 mmol) und K₂CO₃ (5,2 g, 37,5 mmol) in 25 ml DMF wurde bei 50 °C für 4 Stunden erhitzt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Das Gemisch wurde dann zwischen Ethylacetat und Wasser verteilt und die Schichten abgetrennt. Die wässerige Schicht wurde dann weiter mit Ethylacetat extrahiert, und die vereinigten organischen Extrakte wurden über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und die Lösungsmittel unter reduziertem Druck entfernt. Säulenchromatographie des Rests auf Kieselgel (5 % MeOH in CH₂Cl₂ als Elutionsmittel) ergab 5-(3-Nitro-pyridin-2-yl)-4,5,6,7-tetrahydro-1H-imidazo[4,5-c]pyridin als gelben Feststoff (1,5 g). ¹H NMR δ (CDCl₃): 8,34 (d, 1H), 8,16 (dd, 1H), 7,53 (s, 1H), 6,74 (q, 1H), 4,31 (s, 2H), 3,94 (t, 2H) und 2,91 (t, 2H). MS: 246,3 (m + 1):
Schritt 2: Zu einer Lösung aus 5-(3-Nitro-pyridin-2-yl)-4,5,6,7-tetrahydro-1H-imidazo[4,5-c]pyridin (400 mg, 1,63 mmol) in 10 ml THF wurden 40 % NaH in Mineralöl (146 mg, 2,45 mmol) zugegeben. Nachdem das Gemisch für 20 Minuten gerührt wurde, wurde Iodethan (760 mg, 4,89 mmol) zugegeben. Das resultierende Gemisch wurde bei 50 °C für 3 Stunden erhitzt und auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Das Gemisch wurde zwischen Ethylacetat und Wasser verteilt, und die Schichten abgetrennt. Die wässerige Schicht wurde weiter mit Ethylacetat extrahiert, und die vereinigten organischen Extrakte wurden über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und die Lösungsmittel unter reduziertem Druck entfernt. Säulenchromatographie des Rests auf Kieselgel (5 % MeOH in CH₂Cl₂ als Elutionsmittel) ergab ein 4 : 1-Gemisch aus 1-Ethyl-5-(3-nitro-pyridin-2-yl)-4,5_;6,7-tetrahydro-1H-imidazo [4,5-c]pyridin und 3-Ethyl-5-(3-nitro-pyridin-2-yl)-4,5,6,7-tetrahydro-1H-imidazo[4,5-c]pyridin (289 mg).
Schritt 3: Ein Gemisch aus 1-Ethyl-5-(3-nitro-pyridin-2-yl)-4,5,6,7-tetrahydro-1H-imidazo[4,5-c]pyridin und 3-Ethyl-5-(3-nitro-pyridin-2-yl)-4,5,6,7-tetrahydro-1H-imidazo[4,5-c]pyridin in 37 % Formaldehyd (5 ml) in einem Bombenrohr wurde bei 150 °C über Nacht erhitzt. Das Gemisch wurde auf Umgebungstemperatur abgekühlt und unter reduziertem Druck eingedampft. Der resultierende Rest wurde zwischen Ethylacetat und Wasser verteilt, und die Schichten wurden abgetrennt. Die wässerige Schicht wurde weiter mit Ethylacetat extrahiert, und die vereinigten organischen Extrakte über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und die Lösungsmittel unter reduziertem Druck entfernt. Säulenchromatographie des Rests auf Kieselgel (5 % MeOH in CH₂Cl₂ als Elutionsmittel) ergab [1-Ethyl-5-(3-nitro-pyridin-2-yl)-4,5,6,7-tetrahydro-1H-imidazo[4,5-c]pyridin-2-yl]-methanol (80 mg). ¹H NMR (CDCl₃) δ: 8,33 (d, 1H), 8,15 (dd, 1H), 6,73 (q, 1H), 4,64 (s, 2H), 4,22 (s, 2H), 3,90 – 3,98 (m, 4H), 2,82 (t, 2H) und 1,36 (t, 3H). MS: 304,2 (m + 1).
Schritt 4: Eine Lösung aus [1-Ethyl-5-(3-nitro-pyridin-2-yl)-4,5,6,7-tetrahydro-1H-imidazo[4,5-c]pyridin-2-yl]-methanol (40 mg) in 1 M SOCl₂ in CH₂Cl₂ (5 ml) wurde bei Raumtemperatur für 1 Stunde gerührt und dann unter reduziertem Druck eingedampft. Ein Gemisch aus dem resultierenden Rest, 2-Thiazol-2-yl-imidazol (20 mg; hergestellt wie in Beispiel 2 beschrieben) und K₂CO₃ (90 mg) in 1 ml DMF wurde bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Das Gemisch wurde zwischen Ethylacetat und Wasser verteilt, und die Schichten wurden abgetrennt. Die wässerige Schicht wurde weiter mit Ethylacetat extrahiert, und die vereinigten organischen Extrakte wurden über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und die Lösungsmittel unter reduziertem Druck entfernt. Säulenchromatographie des Rests auf Kieselgel (10 % MeOH in CH₂Cl₂ als Elutionsmittel) ergab 3-Ethyl-5-(3-nitro-pyridin-2-yl)-2-(2-thiazol-2-yl-imidazol-1-ylmethyl)-4,5,6,7-tetrahydro-3H-imidazo[4,5-c]pyridin (16 mg). ¹H NMR (CDCl₃) δ: 8,33 (d, 1H), 8,18 (dd, 1H), 7,84 (d, 1H), 7,37 (d, 1H), 7,14 (s, 1H), 7,09 (s, 1H), 6,73 (q, 1H), 4,64 (s, 2H), 4,22 (s, 2H), 3,90 – 3,98 (m, 4H), 2,82 (t, 2H) und 1,36 (t, 3H).
BEISPIEL 2
2-[1-Ethyl-2-(6-fluor-pyridin-2-yl)-imidazol-1-ylmethyl)-1,4,6,7-tetrahydro-imidazo[4,5-c]pyridin-5-yl]-nicotinonitril (Verbindung 2)
Schritt 1: 2-(1-Ethyl-2-hydroxymethyl-3,4,6,7-tetrahydro-imidazo[4,5-c]pyridin-5-yl)-nicotinonitril wurde gemäß der Verfahrensweisen der Schritte 1 bis 3 oben hergestellt. ¹H NMR (CDCl₃): 8,40 (d, 1H), 7,78 (dd, 1H), 6,70 (m, 1H), 4,60 – 4,70, 4,64 (m, 4H), 4,00 (m, 4H), 2,85 (t, 2H) und 1,38 (t, 3H).
Schritt 2: Eine Lösung aus 2-(1-Ethyl-2-hydroxymethyl-3,4,6,7-tetrahydro-imidazo[4,5-c]pyridin-5-yl)-nicotinonitril (40 mg) in 1 M SOCl₂ in CH₂Cl₂ (5 ml) wurde bei Raumtemperatur für 1 Stunde gerührt und dann unter reduziertem Druck eingedampft. Ein Gemisch aus dem resultierenden Rest, 2-(6-Fluor-pyridin-2-yl)-imidazol (25 mg, hergestellt, wie in Beispiel 2 beschrieben) und K₂CO₃ (100 mg) in 1 ml DMF wurde bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Das Gemisch wurde zwischen Ethylacetat und Wasser verteilt und die Schichten wurden abgetrennt. Die wässerige Schicht wurde weiter mit Ethylacetat extrahiert, und die vereinigten organischen Extrakte wurden über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und die Lösungsmittel unter reduziertem Druck entfernt. Säulenchromatographie des Rests auf Kieselgel (10 % MeOH in CH₂Cl₂ als Elutionsmittel) ergab 2-[1-Ethyl-2-(6-fluor-pyridin-2-yl)imidazol-1-ylmethyl)-1,4,6,7-tetrahydro-imidazo[4,5-c]pyridin-5-yl]-nicotinonitril (15 mg). ¹H NMR (CDCl₃): 8,38 (d, 1H), 8,18 (dd, 1H), 7,90 (q, 1H), 7,78 (d, 1H), 7,20 (s, 1H), 7,05 (s, 1H), 6,90 (dd, 1H), 6,75 (m, 1H), 6,05 (s, 2H), 4,70 (s, 2H), 4,02 (m, 4H), 2,85 (t, 2H), 1,05 (t, 3H).
BEISPIEL 3
2-[1-Ethyl-2-(2-thiazol-2-yl-imidazol-1-ylmethyl)-1,4,6,7-tetrahydro-imidazo[4,5-c]pyridin-5-yl]-nicotinonitril (Verbindung 3)
2-[1-Ethyl-2-(2-thiazol-2-yl-imidazol-1-ylmethyl)-1,4,6,7-tetrahydro-imidazo[4,5-c]pyridin-5-yl]-nicotinonitril wurde gemäß der Verfahrensweise von Beispiel 1B hergestellt. ¹H NMR (CDCl₃): 8,31 (d, 1H), 7,85 (d, 1H), 7,78 (m, 2H), 7,38 (d, 1H), 7,16 (s, 1H), 7,09 (s, 1H), 7,70 (m, 1H), 6,70 (m, 1H), 6,10 (s, 2H), 4,71 (s, 2H), 4,03 (t, 2H), 3,90 (q, 2H), 2,84 (t, 2H), 0,96 (t, 3H).
BEISPIEL 4
5-Benzyl-1-ethyl-2-(2-pyrimidin-2-yl-imidazol-1-ylmethyl)-4,5,6,7-tetrahydro-1H-imidazo[4,5-c]pyridin (Verbindung 4)
Ein Gemisch aus 1-Ethyl-2-(2-pyrimidin-2-yl-imidazol-1-ylmethyl)-1H-imidazo[4,5-c]pyridin (100 mg, hergestellt wie in Beispiel 1 beschrieben) und Benzylbromid (42 mg) in 5 ml Aceton in einem Bombenrohr wurde über Nacht unter Rückfluß erhitzt und dann abgekühlt. Das Lösungsmittel wurde dekantiert und 10 ml MeOH wurden zu dem Rest zugegeben. Die resultierende Lösung wurde in einen 25-ml-Kolben übertragen, ein Überschuß NaBH₄ wurde zu der Lösung zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde dann bei Raumtemperatur für etwa eine Stunde gerührt, mit 5 ml einer 1 N HCl-Lösung behandelt und eingedampft. Der Rest wurde mit einer 1 N NaOH-Lösung basisch gemacht und mit CH₂Cl₂ extrahiert. Das organische Extrakt wurde über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und die Lösungsmittel unter reduziertem Druck entfernt. Säulenchromatographie des Rests auf Kieselgel (10 % MeOH in CH₂Cl₂ als Elutionsmittel) ergab 5-Benzyl-1-ethyl-2-(2-pyrimidin-2-yl-imidazol-1-ylmethyl)-4,5,6,7-tetrahydro-1H-imidazo[4,5-c]pyridin (50 mg). ¹H NMR (CDCl₃): 8,85 (d, 1H), 7,20 – 7,40 (m, 8H), 7,10 (s, H), 6,05 (s, 2H), 3,80 (q, 2H), 3,70 (s, 2H), 3,55 (s, 2H), 2,78 (t, 2H), 2,58 (t, 2H), 0,96 (t, 3H).
BEISPIEL 5
1-Ethyl-5-methyl-2-(2-thiazol-2-yl-imidazol-1-ylmethyl)-4,5,6,7-tetrahydro-1H-imidazo[4,5-c]pyridin (Verbindung 5)
Zu einer Lösung aus 1-Ethyl-2-(2-thiazol-2-yl-imidazol-1-ylmethyl)-1H-imidazo[4,5-c]pyridin (58 mg, 0,187 mmol, hergestellt wie in Beispiel 2 beschrieben) in Aceton wurde Iodmethan (0,013 ml, leicht höher als ein Äquivalent) zugegeben. Die resultierende Lösung wurde bei 56 °C in einem Bombenrohr gerührt, bis Dünnschichtchromatographie (DC) das Verschwinden des Ausgangsmaterials und die Bildung eines Grundlinienfleckens angab. Das Aceton wurde dann eingedampft, und der Rest wurde in Methanol gelöst und mit einem Überschuß NaBH₄ behandelt. Das Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur für 3 Stunden gerührt, und dann mit Aceton behandelt, um den Überschuß NaBH₄ zu quenchen. Nach der Zugabe von 1,0 M wäss. NaOH wurde das Gemisch kräftig für 5 Minuten gerührt und dann dreimal mit CH₂Cl₂ extrahiert. Die vereinigten Extrakte wurden über K₂CO₃ getrocknet und dann konzentriert. Der Rest wurde durch präparative DC unter Entwicklung mit 15 : 1 CHCl₃-MeOH (+ 0,5 % Et₃N) gereinigt. Ausbeute: 11 mg (18 %). ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) 7,84 (d, J = 3,2 Hz, 1H), 7,36 (d, J = 3,2 Hz, 1H), 7,10 (s, 1H), 7,08 (s, 1H), 6,06 (s, 2H), 3,82 (q, J = 7,2 Hz, 2H), 3,51 (s, 2H), 2,76 (t, J = 5,6 Hz, 2H), 2,63 (t, J = 5,6 Hz, 2H), 2,52 (s, 3H), 0,92 (t, J = 7,2 Hz, 3H) ppm. Elektrospray MS: m/z 329 [M + 1].
BEISPIEL 6
3-Ethyl-2-[2-(3-fluor-phenyl)-imidazol-1-ylmethyl]-5-methyl-4,5,6,7-tetrahydro-3H-midazo[4,5-c]pyridin (Verbindung 6)
Ein Gemisch aus 3-Ethyl-2-[2-(3-fluor-phenyl)-imidazol-1-ylmethyl]-3H-imidazo[4,5-c]pyridin (95 mg, 0,29 mmol; hergestellt wie in Beispiel 2 beschrieben), Methyliodid (84 mg, 0,59 mmol) und Aceton (8 ml) wurde bei 60 °C für 3 Stunden erhitzt. Das Gemisch wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und im Vakuum konzentriert. Der Rest wurde in Ethanol (8 ml) gelöst, portionsweise mit Natriumborhydrid (27 mg; 0,73 mmol) behandelt und bei Raumtemperatur für 16 Stunden gerührt.
Wasser (2 ml) wurde zugegeben, das Gemisch wurde mit 2 N HCl angesäuert und bei Raumtemperatur für 1 Stunde gerührt. Das Gemisch wurde dann mit 2 N NaOH basisch gemacht, mit Dichlormethan (3 × 80 ml) extrahiert, die Extrakte wurden mit Wasser (1 × 50 ml) und Salzlösung (1 × 50 ml) gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum konzentriert, wodurch ein gelber Gummi erhalten wurde. Die Reinigung durch präparative Dünnschichtchromatographie über Kieselgel unter Elution mit 10 % Methanol in Dichlormethan ergab 3-Ethyl-2-[2-(3-fluor-phenyl)-imidazol-1-ylmethyl]-5-methyl-4,5,6,7-tetrahydro-3H-imidazo[4,5-c]pyridin als hellbraunes Öl (13 mg). LRMS ber. 339,41, gefunden 340,2 (MH+).
BEISPIEL 7
Herstellung von repräsentativen Zwischenprodukten
Dieses Beispiel stellt die Synthese von bestimmten Verbindungen dar, die bei der Synthese der oben offenbarten Verbindungen verwendet werden.
Im allgemeinen können Zwischenprodukte unter Verwendung von in der Technik bekannten Verfahren synthetisiert werden. Beispielsweise werden die folgenden Zwischenprodukte, wie in WO 02/50062 beschrieben, synthetisiert:
Andere nützliche Zwischenprodukte können folgendermaßen hergestellt werden.
BEISPIEL 8
1-Ethyl-2-(2-pyrimidin-2-yl-imidazol-1-ylmethyl)-1H-imidazo[4,5-c]pyridin
1. (2-Pyrimidin-2-yl-imidazol-1-yl)-essigsäuremethylester
Zu einer Suspension aus 2-(1H-Imidazol-2-yl)-pyrimidinhydrochlorid (1,4 g, 7,7 mmol) in THF (50 ml) wurden 40 % NaH in Mineralöl (675 mg, 15,4 mmol) zugegeben, das Gemisch wurde bei Raumtemperatur für eine Stunde gerührt, und Bromessigsäuremethylester (1,3 g, 8,4 mmol) wurde zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde bei Umgebungstemperatur über Nacht gerührt. Nachdem die wässerige NH₄Cl-Lösung (50 ml) zugegeben wurde, wurde das Gemisch mit Ethylacetat (20 ml × 6) und CH₂Cl₂ (10 ml × 6) extrahiert. Die organischen Extrakte wurden vereinigt, über Na₂SO₄ getrocknet und konzentriert. Der resultierende Rest wurde auf einer Kieselgelsäule mit 100 : 10 : 1 CH₂Cl₂/MeOH/NH₄OH als Elutionsmittel gereinigt, wodurch die Titelverbindung (650 mg) erhalten wurde.
2. Ethyl-2-(2-pyrimidin-2-yl-imidazol-1-ylmethyl)-1H-imidazo[4,5-c]pyridin
Zu einer Lösung aus N⁴-Ethyl-pyridin-3,4-diamin (Justus Liebigs Ann. Chem. (1935) 518, 274, 287) (124 mg, 0,9 mmol) in Dichlorethan (10 ml) wurde eine Lösung aus AlMe₃ in Toluol (2 M, 1,37 ml) tropfenweise unter Stickstoff zugegeben. Nach der Zugabe wurde das Gemisch bei Raumtemperatur für eine Stunde gerührt und (2-Pyrimidin-2-yl-imidazol-1-yl)-essigsäuremethylester (100 mg, 0,45 mmol) wurde in einem Teil zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde unter Rühren bei 80 °C für 2 Tage erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Gemisch mit 5 ml Wasser, 2 Tropfen von 5 N NaOH gequencht und mit CH₂Cl₂ (10 ml × 5) extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden über Na₂SO₄ getrocknet und konzentriert. Der Rest wurde in 10 ml Essigsäure gelöst und das resultierende Gemisch wurde bei 100 °C über Nacht erhitzt. Nach der Entfernung von Essigsäure unter Vakuum wurde der Rest mit gesättigter NaHCO₃-Lösung basisch gemacht und mit CH₂Cl₂ (10 ml × 5) extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden über Na₂SO₄ getrocknet und konzentriert. Der Rest wurde auf einer Kieselgelsäule mit 10 : 1 CH₂Cl₂/MeOH als Elutionsmittel gereinigt, wodurch die Titelverbindung (40 mg) erhalten wurde. ¹H NMR (CDCl₃) δ: 9,09 (s, 1H), 8,85 (d, 2H), 8,46 (d, 1H), 7,26 – 7,30 (m, 3H), 7,16 (1H), 6,39 (s, 2H), 4,25 (q, 2H), 1,15 (t, 3H).
BEISPIEL 9
1-Ethyl-2-(2-thiazol-2-yl-imidazol-1-ylmethyl)-1H-imidazo[4,5-c]pyridin
Die Titelverbindung wurde aus N⁴-Ethyl-pyridin-3,4-diamin und (2-Thiazol-2-yl-imidazol-1-yl)-essigsäuremethylester, gefolgt von der Verfahrensweise, die in Beispiel 8 angegeben ist, hergestellt. ¹H NMR (CDCl₃) δ 9,08 (s, 1H), 8,43 (d, 1H), 7,85 (d, 1H), 7,38 (d, 1H), 7,38 – 7,26 (m, 1H), 7,17 (s, 1H), 7,14 (s, 1H), 6,35 (s, 2H), 4,25 (q, 2H), 1,11 (t, 3H). Elektrospray MS: m/z 311 [M + 1]
BEISPIEL 10
3-Ethyl-2-[2-fluor-phenyl)-imidazol-1-ylmthyl]-3H-imidazo[4,5-c]pyridin
1. Herstellung von 3-Chlor-4-nitro-pyridin-1-oxid
Wässeriges 30%iges H₂O₂ (60 ml) wurde tropfenweise zu einer magnetisch gerührten Lösung aus 3-Chlor-pyridin (12 g, 105 mmol) in Essigsäureanhydrid (60 ml) unter kalten Bedingungen (0 bis 10 °C) zugegeben. Das resultierende Gemisch wurde auf Raumtemperatur langsam erwärmt und über Nacht gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde mit Wasser (50 ml) gequencht, mit Toluol verdünnt und konzentriert, wodurch rohes N-Oxid als ein Öl erhalten wurde, das ohne weitere Reinigung verwendet wurde.
Rauchende H₂SO₄ (25 ml) wurde tropfenweise zu einer Lösung aus rohem 3-Chlor-pyridin-1-oxid in konzentrierter H₂SO₄ (25 ml) unter Abkühlen (0 °C) und Rühren zugegeben. HNO₃ (rauchend, 90 %, 60 ml) wurde vorsichtig zu dem obigen Gemisch zugegeben, wobei die Kompensation von irgendeiner Exotherme vorsichtig unter Kontrolle gehalten wurde, und dann langsam auf Raumtemperatur erwärmt. Das resultierende Gemisch wurde dann bei 120 °C für 4 Stunden unter Rühren erhitzt, abgekühlt und in eiskaltes Wasser gegossen und mit CHCl₃ extrahiert. Die vereinigte organische Phase wurde nacheinander mit gesättigtem wässerigem NaHCO₃, Wasser, Salzlösung gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet und im Vakuum konzentriert, wodurch 3-Chlor-4-nitro-pyridin-1-oxid als ein gelber Feststoff (10 g) erhalten wurde; ¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): δ 8,31 (d, J = 1,5 Hz, 1H), 8,13 (dd, J = 1,5, 5,4 Hz, 1H), 7,95 (d, J = 7,2 Hz, 1H).
2. Herstellung von 3-Ethylamino-4-nitro-pyridin-1-oxid
Wasserfreies K₂CO₃ (19 g, 144,5 mmol) wurde in einer Lösung aus 3-Chlor-4-nitro-pyridin-1-oxid (10 g, 57,8 mmol) in wasserfreiem Acetonitril (100 ml) suspendiert. Ein Überschuß Diethylamin (2,0 M) in THF wurde zu der obigen Suspension unter Eisbadkühlung zugegeben. Nach der vollständigen Zugabe von Ethylamin wurde das Reaktionsgemisch auf Raum temperatur erwärmt und über Nacht gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde filtriert, wodurch K₂CO₃ entfernt wurde, und das Filtrat wurde unter reduziertem Druck eingedampft, wodurch flüchtige Lösungsmittel entfernt wurden. Der organische Rest wurde der Chromatographie unter Elution mit 30 % EtOAc-Hexanen unterzogen, wodurch 3-Ethylamino-4-nitro-pyridin-1-oxid als orangefarbener Feststoff (8,2 g) erhalten wurde; ¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): δ 8,01 (d, J = 7,5 Hz, 1H), 7,91 (s, 1H), 7,8 (brs, NH), 7,44 (d, J = 7,2 Hz, 1H), 3,30 (t, J = 7,2 Hz, 2H), 1,39 (t, J = 7,2 Hz, 3H), m/z 184 [M + 1].
3. Herstellung von N³-Ethyl-pyridin-3,4-diamin
Eine Lösung aus 3-Ethylamino-4-nitro-pyridin-1-oxid (1,5 g, 8,19 mmol) in Methanol (30 ml) wurde über 10 % Pd-C (1,5 g) bei 50 bis 60 psi für 48 Stunden hydriert. Der Katalysator wurde durch Filtration durch ein Pad aus Celite entfernt, und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum eingedampft, wodurch N³-Ethyl-pyridin-3,4-diamin als weißer Feststoff (1 g) erhalten wurde; ¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): δ 7,59 (s, 1H), 7,57 (d, J = 2,4 Hz, 1H), 6,56 (d, J = 5,4 Hz, 1H), 3,20 (t, J = 7,2 Hz, 2H), 1,29 (t, J = 7,2 Hz, 3H), m/z 138 [M + 1].
Die Titelverbindung, 3-Ethyl-2-{[2-(3-fluorphenyl)-1H-imidazol-1-yl]methyl}-3H-imidazo[4,5-c]pyridin, wurde aus N³-Ethyl-pyridin-3,4-diamin und (2-(3-Fluorphenyl)-imidazol-1-yl)-essigsäuremethylester, gefolgt von der Verfahrenweise, die in Beispiel 2A oben angegeben wird, hergestellt. ¹H NMR (CDCl₃): 8,78 (s, 1H), 8,47 (d, J = 6 Hz, 1H), 7,68 (d, J = 6 Hz, 1H), 7,37 – 7,50 (m, 3H), 7,16 – 7,20 (m, 2H), 7,04 (s, 1H), 5,52 (s, 2H), 3,89 (q, J = 7 Hz, 2H), 1,08 (t, J = 7 Hz, 3H).
BEISPIEL 11
Ligandenbindungsassay
Die hohe Affinität von erfindungsgemäßen Verbindungen für die Benzodiazepinstelle des GABA_A-Rezeptors wurde unter Verwendung eines Bindungsassays bestätigt, der im wesentlichen von Thomas and Tallman (J. Bio. Chem. (1981) 156: 9838 – 9842, und J. Neurosci. (1983) 3: 433 – 440) beschrieben ist.
Rattenrindengewebe wurde disseziert und in 25 Volumen (G/V) von Puffer A (0,05 M Tris HCl-Puffer, pH 7,4 bei 4 °C) homogenisiert. Das Gewebehomogenat wurde in der Kälte (4 °C) bei 20.000 × g für 20 Minuten zentrifugiert. Der Überstand wurde dekantiert, das Pellet erneut in demselben Volumen an Puffer homogenisiert und erneut bei 20.000 × g zentrifugiert. Der Überstand dieses Zentrifugationsschrittes wurde dekantiert und das Pellet bei –20 °C über Nacht gelagert. Das Pellet wurde dann aufgetaut und wieder in 25 Volumen Puffer A suspendiert (ursprünglich Gew./Vol.), bei 20.000 × g zentrifugiert und der Überstand dekantiert. Dieser Waschschritt wurde einmal wiederholt. Das Pellet wurde schließlich wieder in 50 Volumen Puffer A suspendiert.
Inkubationen enthielten 100 μl Gewebehomogenat, 100 μl Radioligand (0,5 nM ³H-Ro15-1788 [³H-Flumazenil], spezifische Aktivität 80 Ci/mmol), und Testverbindung oder Kontrolle (siehe nachstehend), und wurden auf ein Gesamtvolumen von 500 μl mit Puffer A gebracht. Die Inkubationen wurden für 30 min bei 4 °C durchgeführt und dann schnell durch Whatman-GFB-Filter filtriert, um freien und gebundenen Liganden abzutrennen. Die Filter wurden zweimal mit frischem Puffer A gewaschen und in einem Flüssigszintillationszähler gezählt. Nicht-spezifische Bindung (Kontrolle) wurde durch Verschiebung von ³H Ro15-1788 mit 10 μM Diazepam (Research Biochemicals International, Natick, MA) bestimmt. Die Daten wurden in dreifacher Ausfertigung gesammelt, gemittelt, und die prozentuale Inhibierung der gesamten spezifischen Bindung (gesamte spezifische Bindung = Gesamt – nicht spezifisch) wurde für jede Verbindung berechnet.
Eine Konkurrenz-Bindungs-Kurve wurde mit bis zu 11 Punkten erhalten, die sich über den Verbindungskonzentrationsbereich von 10^–2 M bis 10^–5 M erstrecken, erhalten pro Kurve durch das Verfahren, das oben für die Bestimmung der prozentualen Inhibierung beschrieben wird. Die K_i-Werte wurden gemäß der Cheng-Prussof-Gleichung berechnet. Jede der oben dargestellten Verbindungen wurde in dieser Weise getestet und jede hatte einen K_i von < 1 μM. Bevorzugte Verbindungen der Erfindung zeigten K_i-Werte von weniger als 100 nM und stärker bevorzugt zeigten die Verbindungen der Erfindung K_i-Werte von weniger als 10 nM.
BEISPIEL 12
Elektrophysiolgie
Der folgende Assay wurde verwendet, um zu bestimmen, ob eine erfindungsgemäße Verbindung als ein Agonist, ein Antagonist oder ein inverser Agonist an der Benzodiazepinstelle des GABA_A-Rezeptors agiert.
Assays wurden im wesentlichen, wie in White and Gurley (NeuroReport 6: 1313 – 1316, 1995) und White, Gurley, Hartnett, Stirling and Gregory (Receptors and Channels 3: 1 – 5, 1995) beschrieben, mit Modifikationen durchgeführt. Elektrophysiologische Aufzeichnungen wurden unter Verwendung der Zweielektroden-Spannungsklemm-Technik bei einem Membranhaltepotential von –70 mV durchgeführt. Xenopus Laevis-Oozyten wurden enzymatisch isoliert und mit nicht-polyadenylierter cRNA, gemischt in einem Verhältnis von 4 : 1 : 4 für α-, β- bzw. γ-Untereinheiten, injiziert. Von den neun Kombinationen von α-, β- und γ-Untereinheiten, beschrieben in den Veröffentlichungen von White et al., sind bevorzugte Kombinationen α₁β₂γ₂, α₂β₃γ₂, α₃β₃γ₂ und α₅β₃γ₂. Bevorzugt sind alle der Untereinheit cRNAs in jeder Kombination menschliche Klone oder sind alle Rattenklone. Diese Sequenz von jeder dieser geklonten Untereinheiten ist erhältlich von GENBANK, beispielsweise menschliches α₁, GENBANK Zugangs-Nr. X14766, menschliches α₂, GENBANK Zugangs-Nr. A28100; menschliches α₃, GENBANK Zugangs-Nr. A28102; menschliches α₅, GENBANK Zugangs-Nr. A28104; menschliches β₂, GENBANK Zugangs-Nr. M82919; menschliches β₃, GENBANK Zugangs-Nr. Z20136; menschliches γ₂, GENBANK Zugangs-Nr. X15376; Ratten-α₁, GENBANK Zugangs-Nr. L08490, Ratten-α₂, GENBANK Zugangs-Nr. L08491; Ratten-α₃, GENBANK Zugangs-Nr. L08492; Ratten-α₅, GENBANK Zugangs-Nr. L08494; Ratten-β₂, GENBANK Zugangs-Nr. X15467; Ratten-β₃, GENBANK Zugangs-Nr. X15468 und Ratten-γ₂, GENBANK Zugangs-Nr. L08497. Für jede Untereinheitskombination wird ausreichend Message für jede konstituierende Untereinheit injiziert, um Stromamplituden von > 10 nA bereitzustellen, wenn 1 μM GABA angelegt wird.
Die Verbindungen werden gegenüber einer GABA-Konzentration bewertet, die < 10 % des maximal hervorrufbaren GABA-Stroms hervorruft (beispielsweise 1 μM – 9 μM). Jeder Oozyt wurde zunehmenden Konzentrationen einer Verbindung, die bewertet wird (Testver bindung) ausgesetzt, um eine Konzentration/Wirkungs-Beziehung zu bewerten. Die Testverbindungswirksamkeit wurde als eine prozentuale Veränderung der Stromamplitude berechnet: 100·((Ic/I) – 1), wo Ic die GABA-hervorgerufene Stromamplitude ist, beobachtet in Gegenwart der Testverbindung, und I die GABA-hervorgerufene Stromamplitude ist, beobachtet in Abwesenheit der Testverbindung.
Die Spezifität einer Testverbindung für die Benzodiazepinstelle wurde nach der Beendigung einer Konzentration/Wirkungs-Kurve bestimmt. Nach dem ausreichenden Waschen des Oozyten, um die zuvor aufgebrachte Testverbindung zu entfernen, wurde der Oozyt GABA + 1 μM RO15-1788 ausgesetzt, gefolgt von Aussetzen dem GABA + 1 μM RO15-1788 + Testverbindung. Die prozentuale Veränderung aufgrund der Zugabe der Verbindung wurde berechnet, wie oben beschrieben. Jede prozentuale Veränderung, beobachtet in Gegenwart von RO15-1788, wurde von den prozentualen Veränderungen der Stromamplitude, beobachtet in Abwesenheit von 1 μM RO15-1788, subtrahiert. Diese Nettowerte werden für die Berechnung der durchschnittlichen Wirksamkeit und EC₅₀-Werte durch Standardverfahren verwendet. Um die durchschnittliche Wirksamkeit und EC₅₀-Werte zu bewerten, werden die Konzentration/Wirkungs-Daten über die Zellen gemittelt und an die logische Gleichung angepaßt.
BEISPIEL 13
MDCK-Zytotoxizitätsassay
Dieses Beispiel stellt die Bewertung der Verbindungstoxizität unter Verwendung eines Madin-Darby-Hundenierenzellen-(MDCK)-Zytoxizitätsassays dar.
1 μl der Testverbindung wurde zu jedem Loch einer Klarboden-96-Lochplatte zugegeben (PACKARD, Meriden, CT), um eine Endkonzentration von Verbindung in dem Assay von 10 mikromolar, 100 mikromolar oder 200 mikromolar zu erhalten. Lösungsmittel ohne Testverbindung wurde zu den Kontrollöchern zugegeben.
MDCK-Zellen, ATCC Nr. CCL-34 (American Type Culture Collection, Manassas, VA), wurden in sterilen Bedingungen gemäß den Instruktionen in dem ATCC-Produktionsinformationsblatt gehalten. Konfluierende MDCK-Zellen wurden trypsiniert, geerntet und auf eine Konzentration von 0,1 × 10⁶ Zellen/ml mit warmem (37 °C) Medium (VITACELL Mi nimum Essential Medium Eagle, ATCC Katalog # 30-2003) verdünnt. 100 μl von verdünnten Zellen wurden zu jedem Loch zugegeben, außer für fünf Standardkurven-Kontrollöcher, die 100 μl warmes Medium ohne Zellen enthielten. Die Platte wurde dann bei 37 °C unter 95 O₂, 5 % CO₂ für 2 Stunden unter konstantem Schütteln inkubiert. Nach der Inkubation wurden 50 μl der Säugerzellysislösung pro Loch zugegeben, die Löcher mit PACKARD TOPSEAL Haftstoffen abgedeckt, und die Platten wurden bei ungefähr 700 U/min auf einer geeigneten Schüttelvorrichtung für 2 Minuten geschüttelt.
Verbindungen, die Toxizität verursachen, werden die ATP-Produktion in bezug auf nicht behandelte Zellen verringern. Der PACKARD, (Meriden, CT) ATP-LITE-M Luminescent ATP Detektionskit, Produkt Nr. 6016941, wird im allgemeinen gemäß den Anweisungen des Herstellers verwendet, um die ATP-Produktion in behandelten und nicht behandelten MDCK-Zellen zu messen. PACKARD ATP LITE-M Reagenzien wurden auf Raumtemperatur äquilibriert. Einmal äquilibriert, wurde die lyophilisierte Substratlösung in 5,5 ml Substratpufferlösung (aus Kit) rekonstituiert. Lyophilisierte ATP-Standardlösung wurde in deionisiertem Wasser rekonstituiert, wodurch eine 10 mM Stammlösung erhalten wurde. Für die fünf Kontrollöcher wurden 10 μl des reihenverdünnten PACKARD-Standards zu jedem der Standardkurven-Kontrollöcher zugegeben, um eine Endkonzentration in jedem anschließenden Loch von 200 nM, 100 nM, 50 nM, 25 nM und 12,5 nM zu erhalten. PACKARD-Substratlösung (50 μl) wurde zu allen Löchern zugegeben, welche dann abgedeckt wurden, und die Platten wurden bei ungefähr 700 U/min auf einer geeigneten Schüttelvorrichtung für 2 Minuten geschüttelt. Ein weißer PACKARD Haftstoff wurde am Boden jeder Platte angeordnet und die Proben wurden durch Einwickelplatten in Folie und Plazieren in der Dunkelheit für 10 Minuten dunkeladaptiert. Lumineszenz wurde dann bei 22 °C unter Verwendung eines Lumineszenzzählers gemessen (beispielsweise PACKARD TOPCOUNT Microplate Scintillation and Luminescence Counter oder TECAN SPECTRAFLUOR PLUS), und ATP-Niveaus aus der Standardkurve berechnet. ATP-Niveaus in Zellen, behandelt mit Testverbindung(en), werden mit den Niveaus, die für nicht behandelte Zellen bestimmt werden, verglichen. Die Zellen, behandelt mit 10 μM einer bevorzugten Testverbindung, zeigten ATP-Niveaus, die mindestens 80 %, bevorzugt mindestens 90 %, der nicht behandelten Zellen betragen. Wenn eine 100 μM-Konzentration der Testverbindung verwendet wird, zeigen die Zellen, die mit bevor zugter Testverbindung behandelt wurden, ATP-Niveaus, die mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 80 %, der ATP-Niveaus, nachgewiesen in den nicht behandelten Zellen, betragen.

Claims

Verbindung der Formel:
oder ihres pharmazeutisch zulässigen Salzes, worin R₁ 5- bis 10-gliedriges Aryl oder Heteroaryl darstellt, das unsubstituiert oder mit 1 bis 4 unter R₅ unabhängig ausgewählten Gruppen substituiert ist; R₂ C₁-C₈-Alkyl, C₁-C₈-Alkenyl, C₂-C₈-Alkynyl, C₃-C₁₀-Cycloalkyl oder (C₃-C₁₀-Cycloalkyl) C₁-C₈-alkyl darstellt, von denen jedes unsubstituiert oder mit 1 bis 3 unter R₅ unabhängig ausgewählten Substituenten substituiert ist; entweder (a) A CH₂ ist und B NR₃ oder CR₃R₆ ist oder (b) B CH₂ ist und A NR₃ oder CR₃R₆ ist; R₃ unabhängig ausgewählt ist unter (a) Wasserstoff, Halogen, Nitro und Cyano; und (b) Gruppen der Formel:
worin (i) G eine Bindung, C₁-C₈-Alkyl, -NH-, -N(R_B)-, -(R_B)N-, -O-, -C(=O)-, -C(=O)NH-, -C(=O)NR_B-, -S(O)_m-, -CH₂C(=O)-, -S(O)_mNH-, -S(O)_mNR_B-, -NHC(=O)-, -C(=NR_B)-, -HC=N-, -NR_BC(=O)-, -NHS(O)_m- oder -NR_BS(O)- ist; (ii) R_A und R_B unabhängig ausgewählt sind unter C₁-C₈-Alkyl, C₂-C₈-Alkenyl, C₂-C₈-Alkynyl und 3- bis 12-gliedrigen gesättigten, teilweise ungesättigten und aromatischen Carbocyclen und Heterocyclen mit 1 Ring oder 2 kondensierten, aneinanderhängenden oder Spiro-Ringen, von denen jeder unsubstituiert oder mit 1-4 unter R₅ unabhängig ausgewählten Substituenten substituiert ist; und (iii) m 0,1 oder 2 ist; unter der Bedingung, dass, wenn A oder B NR₃ ist, R₃ nicht Halogen ist und G nicht -NH-, -N(R_B)-, -O-, -NHC(=O)-, NR_BC(=O)-, -NHS(O)_m- oder -NR_BS(O)- ist; R₅ bei jedem Auftreten unabhängig unter Halogen, Hydroxy, Nitro, Cyano, Amino, C₁-C₈-Alkyl, C₁-C₈-Alkoxy, Mono- und Di(C₁-C₈-Alkyl)amino, C₃-C₁₀-Cycloalkyl, (C₃-C₁₀-Cycloalkyl)alkyl, (C₃-C₁₀-Cycloalkyl)alkoxy, C₂-C₉-Heterocycloalkyl, C₁-C₈-Alkenyl, C₁-C₈-Alkynyl, Halo(C₁-C₈)alkyl, Halo(C₁-C₈)alkoxy, Oxo, Amino (C₁-C₈)-alkyl und Mono- und Di(C₁-C₈alkyl)amino (C₁-C₈)alkyl unabhängig ausgewählt ist; und R₆ Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl ist.
Verbindung oder Salz nach Anspruch 1, worin R₁ ein 5- oder 6-gliedriges Aryl oder Heteroaryl ist, das unsubstituiert oder mit 1 bis 3 unter R₅ unabhängig ausgewählten Gruppen substituiert ist.
Verbindung oder Salz nach Anspruch 2, worin R₁ Phenyl, Pyridyl, Pyrimidyl oder Thiazolyl ist, von denen jedes unsubstituiert oder mit 1 bis 3 Gruppen substituiert ist, die unabhängig unter Halogen, C₁-C₆-Alkyl, Halo(C₁-C₆)alkyl, C₁-C₆-Alkoxy und Halo(C₁-C₆)alkoxy ausgewählt sind.
Verbindung oder Salz nach Anspruch 3, worin R₁ Pyridyl, Pyrimidyl oder Thiazolyl ist, von denen jedes unsubstituiert oder mit ein oder zwei Halogenen substituiert ist.
Verbindung oder Salz nach Anspruch 1, worin R₂ C₁-C₆-Alkyl oder Halo(C₁-C₆) alkyl ist.
Verbindung oder Salz nach Anspruch 5, worin R₂ C₁-C₄-Alkyl ist.
Verbindung oder Salz nach Anspruch 1, worin R₃ unter Wasserstoff, Halogen, C₁-C₆-Alkyl, C₁-C₆-Alkoxy, Halo(C₁-C₆)alkyl und 5- bis 7-gliedrigen aromatischen Carbocyclen und Heterocyclen ausgewählt ist, wobei die Carbocyclen und die Heterocyclen unsubstituiert oder mit 1 bis 3 Substituenten substituiert sind, die unabhängig unter Halogen, Nitro, Cyano, Trifluormethyl und Methyl ausgewählt sind.
Verbindung oder Salz nach Anspruch 7, worin R₃ C₁-C₄-Alkyl ist.
Verbindung oder Salz nach Anspruch 7, worin R₃ Phenyl, Pyridyl oder Pyrimidyl ist, von denen jedes unsubstituiert oder mit 1 oder 2 Substituenten substituiert ist, die unabhängig unter Halogen, Nitro, Cyano, Trifluormethyl und Methyl ausgewählt sind.
Verbindung oder Salz nach Anspruch 1, worin A oder B NR₃ ist.
Verbindung oder Salz nach Anspruch 1, worin A oder B CR₃R₆ ist.
Verbindung oder Salz nach Anspruch 1, worin R₁ Phenyl, Pyridyl oder Pyrimidyl ist, von denen jedes unsubstituiert oder mit 1 bis 3 Gruppen substituiert ist, die unabhängig unter Halogen, C₁-C₆-Alkyl, Halo(C₁-C₆)alkyl, C₁-C₆-Alkoxy und Halo(C₁-C₆)Alkoxy ausgewählt sind; R₂ C₁-C₄-Alkyl ist; R₃ wahlweise substituiertes Phenyl, Pyridyl oder Pyrimidyl ist; und R₆ Wasserstoff ist.
Verbindung oder Salz nach Anspruch 1, worin R₁ Thiazolyl ist; R₂ C₁-C₄-Alkyl ist; R₃ wahlweise substituiertes Phenyl, Pyridyl oder Pyrimidyl ist; und R₆ Wasserstoff ist.
Verbindung oder Salz nach Anspruch 1, worin R₁ Phenyl, Pyridyl oder Pyrimidyl ist, von denen jedes unsubstituiert oder mit 1 bis 3 Gruppen substituiert ist, die unabhängig unter Halogen, C₁-C₆-Alkyl, Halo(C₁-C₆)alkyl, C₁-C₆-Alkoxy und Halo(C₁-C₆)Alkoxy ausgewählt sind; R₂C₁-C₄-Alkyl ist; A oder H CR₃R₆ ist; und R₃ und R₆ unabhängig unter Wasserstoff und Methyl ausgewählt sind.
Verbindung nach Anspruch 1, die bei einer Prüfung der GABA_A-Rezeptorbindung ein K₁ von 1 Mikromolar oder weniger zeigt.
Verbindung nach Anspruch 1, die 3-Ethyl-5-(3-nitro-pyridin-2-yl)-2-(2-thiazol-2-yl-imidazol-1-ylmethyl)-4,5,6,7-tetrahydro-3H-imidazo[4,5-c]pyridin; 2-(1-Ethyl-2-(6-fluor-pyridin-2-yl)-imidazol-1-ylmethyl)-1,4,6,7-tetrahydro-imidazo[4,5-c]pyridin-5-yl]-nicotinonitril; 2-[1-Ethyl-2-(2-thiazol-2-yl-imidazol-1-ylmethyl)-1,4,6,7-tetrahydro-imidazo[4,5-c]pyridin-5-yl]-nicotinonitril; 5-Benzyl-1-ethyl-2-(2-pyrimidin-2-yl-imidazol-1-ylmethyl)-4,5,6,7-tetrahydro-1H-imidazo[4,5-c]pyridin; 1-Ethyl-5-methyl-2-(2-thiazol-2-yl-imidazol-1-ylmethyl)-4,5,6,7-tetrahydro-1H-imidazo[4,5-c]pyridin; oder 3-Ethyl-2-[2-(3-fluor-phenyl)-imidazol-1-ylmethyl)-5-methyl-4,5,6,7-tetrahydro-3H-imidazo[4,5-c]pyridin ist.
Pharmazeutische Zusammensetzung mit einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 in Kombination mit einem physiologisch zulässigen Träger oder Vehikel.
Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 oder einer pharmazeutischen Zusammensetzung nach Anspruch 17 bei der Herstellung eines Arzneimittels für die Potenzierung einer therapeutischen Wirkung eines ZNS-Mittels.
Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 oder einer pharmazeutischen Zusammensetzung nach Anspruch 17 bei der Herstellung eines Arzneimittels zur Verbesserung des Kurzzeitgedächtnisses eines Patienten.
Methode zur Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit von GABA_A-Rezeptor in einer Probe mit den Stufen der (a) Kontaktierung einer Probe mit einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1-16 unter Bedingungen, die die Bindung der Verbindung an GABA_A-Rezeptor gestatten, und (b) Feststellung des Spiegels der an GABA_A-Rezeptor gebundenen Verbindung und daraus Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit von GABA_A-Rezeptor in der Probe.
Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 oder einer pharmazeutischen Zusammensetzung nach Anspruch 17 für die Herstellung eines Arzneimittels zur Änderung der signalübertragenden Aktivität von GABA_A-Rezeptor, wobei eine den GABA_A-Rezeptor exprimierande Zelle mit der Verbindung oder dem Pharmazeutikum in ausreichender Menge in Berührung gebracht wird, um die Elektrophysiologie der Zelle nachweisbar zu ändern und dadurch die signalübertragende Aktivität des GABA_A-Rezeptors zu verändern.
Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 oder der pharmazeutischen Zusammensetzung nach Anspruch 17 für die Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Angst, Depression, einer Schlafstörung, einer Störung mit Aufmerksamkeitsmangel oder der Alzheimerschen Demenz.