DE69333317T2

DE69333317T2 - Neue 7-beta-substituierte 4-Aza-5-alpha-Androstan-3-onen als Inhibitoren von 5-alpha-Reduktase

Info

Publication number: DE69333317T2
Application number: DE69333317T
Authority: DE
Inventors: Raman K. Bakshi; Gary H. Rasmusson; Richard L. Tolman; Gool F. Patel; Georgianna Harris; Donald W. Graham; Bruce E. Witzel
Original assignee: Merck and Co Inc
Current assignee: Merck and Co Inc
Priority date: 1992-05-20
Filing date: 1993-05-19
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: EP0572166A1; EP0778284B1; DE69313018D1; ATE255125T1; ES2210336T3; ZA933497B; IL105715A; US5710275A; IL105715A0; GR3024884T3; DK0572166T3; DE69333317D1; MX9302932A; CN1087092A; CA2096616A1; AU3869893A; ATE156838T1; JPH06100587A; AU662224B2; EP0778284A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft neue 7β-substituierte 4-Aza-5α-androstan-3-one und verwandte Verbindungen und die Verwendung solcher Verbindungen als 5α-Reduktase-Inhibitoren.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Der Stand der Technik zeigt, daß bestimmte unerwünschte physiologische Manifestionen, wie z. B. Akne vulgaris, Seborrhö, weiblicher Hirsutismus, Alopezie des männlichen Typs und benigne Prostatahypertrophie, die Folge hyperandrogener Stimulation sind, die durch eine übermäßige Anreicherung von Testosteron oder ähnlichen androgenen Hormonen im Stoffwechselsystem verursacht wird. Frühe Versuche, ein chemotherapeutisches Mittel bereitzustellen, um den unerwünschten Folgen von Hyperandrogenismus entgegenzuwirken, führten zur Entdeckung mehrerer steroidaler Antiandrogene mit ihrerseits unerwünschten hormonellen Wirkungen. Die Östrogene kompensieren z. B. nicht nur die Wirkung der Androgene, sondern wirken auch verweiblichend. Nichtsteroidale Antiandrogene sind ebenfalls entwickelt worden, zum Beispiel 4'-Nitro-3'-trifluormethylisobutyranilid. Siehe Neri et al., Endo., Band 91, Nr. 2 (1972). Obwohl sie keine hormonellen Wirkungen besitzen, sind diese Produkte jedoch peripher wirksam, wobei sie mit den natürlichen Androgenen um Rezeptorstellen konkurrieren, und neigen daher dazu, einen männlichen Wirt oder den männlichen Fötus eines weiblichen Wirts zu verweiblichen.
Im Stand der Technik ist jetzt bekannt, daß der Hauptmediator androgener Wirkung in einigen Zielorganen 5α-Dihydrotestosteron ist, das durch die Wirkung von Testosteron-Sα-Reduktase lokal in dem Zielorgan gebildet wird. Es ist auch bekannt, daß Testosteron-5α-Reduktase-Inhibitoren dazu dienen, Symptome von hyperandrogener Stimulation zu verhindern oder zu vermindern.
Eine Reihe von 4-Aza-Steroidverbindungen sind im Stand der Technik als 5α-Reduktase-Inhibitoren bekannt. Siehe beispielsweise die US-Patente Nr. 4 377 584, 4 220 775, 4 859 681, 4 760 071 und die Artikel J. Med. Chem. 27, S. 1690–1701 (1984) und J. Med. Chem. 29, 2998–2315 (1986) von Rasmusson et al., US-Patent 4 845 104 von Carlin et al. und US-Patent 4 732 897 von Cainelli et al,, die 4-Aza-l7β-substituiert.-5α-androstan-3-one, die zur Behandlung DHT-verbundener hyperandrogener Zustände geeignet sein sollen, beschreiben.
Trotz des Vorschlags im Stand der Technik, daß hyperandrogene Erkrankungen die Folge einer einzigen 5α-Reduktase sind, existieren jedoch Berichte, die die Anwesenheit anderer 5α-Reduktase-Isozyme sowohl in Ratten als auch in Menschen betreffen. Zum Beispiel fanden Bruchovsky et al, (siehe J. Clin. Endocrinol. Metab. 67, 806–816, 1988) und Hudson (siehe J. Steroid Biochem. 26, S. 349–353, 1987) in der menschlichen Prostata verschiedene 5α-Reduktase-Aktivitäten in den Stroma- und Epithelfraktionen. Zusätzlich beschrieben Moore und Wilson zwei verschiedenartige menschliche Reduktasen mit Aktivitätsspitzen entweder bei pH 5,5 oder bei pH 7–9. (Siehe J. Biol. Chem. 251, 19, S. 5895–5900, 1976.)
Kürzlich isolierten Andersson und Russel eine cDNA, die eine Rattenleber-5α-Reduktase codiert (siehe J. Biol. Chem. 264, Seiten 16249– 16255 (1989)). Sie fanden eine einzige mRNA, die sowohl die Leber- als auch die Prostatareduktasen von Ratten codiert. Die Sequenz dieses Rattengens wurde später verwendet, um eine menschliche Prostata-cDNA auszuwählen, die eine 5α-Reduktase codiert, die "5α-Reduktase 1" bezeichnet wird. (Siehe Proc. Nat'1. Acad. Sci. 87, S. 3640–3644, 1990.) Unlängst ist eine zweite menschliche Prostatareduktase (5α-Reduktase 2) geklont worden, die Eigenschaften besitzt, die bei der häufiger in Rohextrakten menschlicher Prostata anzutreffenden Form gefunden wurden. (Siehe Nature, 354, S. 159–161, 1991.)
Ferner schlägt "Syndromes of Androgen Resistance" – The Biology of Reproduction, Band 46, S. 168–173 (1992), von Jean 0. Wilson, vor, daß das 5α-Reduktase-1-Enzym mit Haarfollikeln in Verbindung stehen könnte.
Somit stützt der Stand der Technik die Existenz von wenigstens zwei Genen für 5α-Reduktase und zwei verschiedenartigen Isozymen von 5α-Reduktase in Menschen. Beide Formen sind im Prostatagewebe vorhanden, wobei 5α-Reduktase 2 überwiegt, und man nimmt an, daß das andere Isozym, 5α-Reduktase 1, im Kopfhautgewebe überwiegt.
Zur Behandlung von hyperandrogenen Erkrankungszuständen, z. B. benigner Prostatahyperplasie (BPH), wäre es wünschenswert, eine Arzneistoffeinheit zu besitzen, die sowohl gegen Enzym 1 als auch 2 in der Prostata wirksam ist, um die Dihydrotestosteron(DHT)-Produktion im wesentlichen zu inhibieren. Alternativ wäre es wünschenswert, eine Arzneistoffeinheit zu besitzen, die zur Inhibierung des mit der Kopfhaut in Verbindung stehenden Enzyms 5α-Reduktase 1 hochselektiv ist, zur Verwendung bei der Behandlung von Erkrankungen der Haut und Kopfhaut, z. B. Akne und Alopezie. Dieser zuletztgenannte Arzneistoff könnte auch in Kombination mit PROSCAR^® (Finasterid), das für das Prostataenzym 5α-Reduktase 2 hochselektiv ist, zur Kombinationstherapie bei der Behandlung von BPH verwendet werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung offenbart neue 7β-substituierte 4-Aza-5a-androstan-3-on-Verbindungen, die zur Inhibierung der 5α-Reduktase-Isozyme 1 und/oder 2 geeignet und insbesondere zur selektiven Inhibierung der mit der Kopfhaut in Verbindung stehenden 5α-Reduktase 1 und zur doppelten Inhibierung von sowohl Isozym 1 als auch Isozym 2, zur Behandlung von benigner Prostatahyperplasie, Akne, weiblichem Hirsutismus, Alopezie des männlichen Typs, androgener Alopezie, Prostatitis und zur Prävention und Behandlung von Prostatakarzinomen wirksam sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden neue 7β-substituierte 4-Aza-5α-androstan-3-on-Verbindung der Formel:
Allgemeine Formel I zur Verfügung, wobei
R ausgewählt ist aus Wasserstoff, Methyl oder Ethyl, die gestrichelten Linien a, b Doppelbindungen bedeuten, die vorliegend können, mit der Maßgabe, daß, wenn die b-Doppelbindung vorliegt, das 5α-Wasserstoff, Ha, dann nicht vorhanden ist,
Z ausgewählt ist aus:

1) Oxo,
2) einem a-Wasserstoff und einem β-Substituenten, der ausgewählt ist aus C₁-C₄-Alkyl, C₂-C₄-Alkenyl, -CH=COOH, Hydroxy, Carboxy, COOC₁-C₄-Alkylestern, OCONR¹R⁴, wobei R¹ und R¹ unabhängig H, C₁-C₄-Alkyl, Phenyl, Benzyl sind, und wobei R1 und R2 zusammen mit dem Stickstoff einen 5-6gliedrigen gesättigten heterocyclischen Ring, gegebenenfalls mit 1 anderen HeteroatOm, bilden können, OC₁-C₄-Alkyl, OC₃-C₆-Cycloalkyl, -OCOCH₃, Halogen, Halogen-C₁-C₂-alkyl oder Trifluormethyl, C₃-C₆-Cycloalkyl,
3) =CH-R¹, wobei R¹ H, C_l-C₄-Alkyl ist,
4) Spiro
wobei R¹ H, C₁-C₄-Alkyl ist, und A ist:
wobei Q ausgewählt ist aus:

(1) NR²R³, wobei R' unabhängig Wasserstoff, Methyl oder Ethyl ist und R² ein Kohlenwasserstoffrest ist, ausgewählt aus substituiertem oder unsubstituiertem gerad- oder verzweigtkettigem Alkyl, Cycloalkyl oder Aralkyl mit 1–12 Kohlenstoffen oder monocyclischem Aryl, das gegebenenfalls 1 oder mehrere Niedrigalkylsubstituenten mit 1–2 Kohlenstoffatomen und/oder 1 oder mehrere Halogensubstituenten enthält, mit der Maßgabe, daß Z nicht beta-Methyl ist, wenn R² C₁-C₈-Alkyl ist, und pharmazeutisch annehmbare Salze und Ester davon.
Ebenfalls offenbart sind Verfahren für deren Herstellung, pharmazeutische Formulierungen, die die neuen Verbindungen als Wirkstoffe enthalten, und Verfahren zur Inhibierung von Prostata- und Kopfhaut-5α-Reduktasen mit den neuen Verbindungen und ihren pharmazeutischen Formulierungen bei Erkrankungen, die unter hyperandrogenen Zuständen auftreten, z. B. benigne Prostatahyperplasie.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG UND BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Folgendes ist eine detaillierte Beschreibung des Restes Z in 7-Stellung, so wie er hier verwendet wird.
Der Ausdruck "C₁-C₄-Alkyl", so wie er hier verwendet wird, soll z. B. umfassen: Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sek.-Butyl, Isobutyl und t-Butyl.
Der Ausdruck "C₂-C₄-Alkenyl", so wie er hier verwendet wird, soll u. a. umfassen: Vinyl, Allyl, 1-Propen-1-yl, 1-Propen-2-yl, 1-Buten-1-yl, 1-Buten-2-yl und dergleichen.
Der Ausdruck "C₃-C₆-Cycloalkyl", so wie er hier verwendet wird, soll u. a. umfassen: Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl.
Der Ausdruck "Halogen", so wie er hier verwendet wird, soll u. a. umfassen: Fluor, Chlor, Brom, Iod.
Der Ausdruck "OC₁-C₄-Alkyl", so wie er hier verwendet wird, soll u. a. umfassen: Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Isopropoxy, n-Butoxy, Isobutoxy, sek.-Butoxy, t-Butoxy.
Der Ausdruck "OC₃-C₆-Cycloalkyl", so wie er hier verwendet wird, soll u. a. umfassen: Cyclopropyloxy, Cyclobutyloxy, Cyclopentyloxy, Cyclohexyloxy.
Repräsentative Beispiele für Z sind solche, worin der α-Substituent (gestrichelte Linien) Wasserstoff und der beta-Substituent (Keil) z. B. Methyl, Ethyl, Propyl, Allyl, Carboxymethyl, Hydroxy, Methoxy, Ethoxy, Cyclopropyloxy, Cyclopentyloxy, Acetoxy, Fluor, Chlor, Brom, Trifluormethyl, Trichlormethyl, Fluormethyl, Chlormethyl, Carboxy und dergleichen sind.
Repräsentative Beispiele, worin Z ein Alkenylsubstituent, =CH-R', ist, sind z. B. =CH₂, =CH-CH₃, =CH-CH₂CH₃ und dergleichen.
Repräsentative Beispiele, worin R¹, R² und das N einen heterocyclischen Ring bilden können, sind u. a.: N-Morpholinyl, N-(4-Methyl)piperazinyl, N-Piperidinyl und dergleichen.
Repräsentative Beispiele, worin Z der Spirosubstituent:
Stereoisomere davon und dergleichen.
Sofern nichts anderes angegeben ist, wird angenommen, daß der Substituent in 17-Stellung in der beta-Konfiguration vorliegt.
Die Verbindungen dieser Erfindung können durch Verfahren hergestellt werden, die in den folgenden Fließschemata skizziert sind: ALLGEMEINES FLIESS-SCHEMA 2
ALLGEMEINES FLIESS-SCHEMA I (FORTS.)
ALLGEMEINES FLIESS-SCHEMA I (FORTS.)
7-Beta-Alkyl-l7-A-Reihe
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung, die Z als eine 7R-Alkylgruppe enthalten, z. B. Methyl, Ethyl, Isopropyl, worin A wie oben definiert ist, können durch das Verfahren, das in dem allgemeinen Fließschema skizziert ist, hergestellt werden.
Wie in dem Fließschema zu sehen ist, wird das 3-Acetoxyandrost-5-en-17-A I durch Behandlung mit Wasserstoff-t-butylperoxid und Chromhexacarbonyl z. B. in Acetonitril am Rückfluß zu dem entsprechenden 5-En-7-on II oxidiert. Die C₁-C₄-Alkylgruppe, die Alk bezeichnet wird, z. B. Methyl, kann an diesem Punkt durch eine Grignardreaktion unter Verwendung von z. B. Alkylmagnesiumchlorid z. B. in wasserfreiem THF bei 0–10°C eingeführt werden, um das 7-Alkyl-7-hydroxy-Addukt III zu erzeugen. Dieses wird dann z. B. mit Aluminiumisopropoxid und Cyclohexanon (Oppenauer-Oxidationsbedingungen) in refluxierendem Toluollösungsmittel oxidiert, um das 7-Alkyl-4,6-dein-3-on IV zu erzeugen. Dieses wiederum wird z. B. durch Metall-Ammoniak-Reduktion z. B. unter Verwendung von Lithium, flüssigem Ammoniak, THF und Toluol bei –78°C reduziert, um selektiv das 7-beta-Alkyl-5-en-3-on V zu ergeben. Im nächsten Schritt wird die delta-5-Doppelbindung durch Verwendung von DBU (1,8-Diazabicyclo[5.4.0]ndec-7-en) z. B. in refluxierendem Tetrahydrofuran (THF) zum 4-En isomerisiert, um das 7-Alkyl-4-en-3-on VI zu erzeugen. Als nächstes wird der A-Ring durch Behandlung z. B. mit Kaliumpermanganat, Natriumperiodat in t-Butylalkohol bei 80°C aufgespalten, um die entsprechende Secosäure VII zu erzeugen. Die Behandlung der Secosäure mit einem geeigneten Amin, z. B. Methylamin-Hydrochlorid, und Natriumacetat in Ethylenglycol bei 180°C ergibt z. B. das 4-Methyl-4-azaandrost-5-en-3-on VIII. Dieses wiederum wird z. B. mit PtO₂ selektiv reduziert, um die 5-Doppelbindung zu entfernen, um die 5α-Wasserstoffverbindung IX zu erzeugen. Die Secosäure VII kann ähnlich mit Ammoniak behandelt werden, um die entsprechende N-H-Verbindung X zu erzeugen, die dann analog mit PtO₂ behandelt werden kann, um die entsprechende 5α-4N-H-Verbindung XI zu erzeugen.
Während dieser Reaktionsfolge sollte die 17-A-Gruppe unter den einzelnen Reaktionsbedingungen inert sein, und die Reaktionsfolge kann mit allen der hier offenbarten 17-A-Seitenketten durchgeführt werden. Jetzt wird eine Untergruppe von Fließschemata angegeben, die mit den Buchstaben A bis H gekennzeichnet sind.
FLIESS-SCHEMA A
FLIESS-SCHEMA A (FORTS.)
FLIESS-SCREMA A (FORTS.)
FLIESS-SCHEMA B
7-Beta-Alkyl-l7-oxy-androstane
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung, worin A Hydroxy oder derivatisiertes Hydroxy ist und Z eine 7β-Alkylgruppe, z. B. Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Allyl ist, können durch die Verfahren, die in den Fließschemata A und B skizziert sind, hergestellt werden.
Wie in Fließschema A zu sehen ist, wird das 3-Acetoxyandrost-5-en-17-on 1 mit Natriumborhydrid in einem geeigneten Lösungsmittel, z. B. Ethanol, bei –10°C umgesetzt, um stereospezifisch das 17-Keton zu dem 17β-ol 2 zu reduzieren. Die 17-Hydroxygruppe wird durch Umsetzung von TBS-Chlorid mit 2 in einem geeigneten Lösungsmittel, z. B. DMF, in Gegenwart eines Protonenakzeptors, z. B. Imidazol, bei Raumtemperatur mit der TBS-Gruppe (t-Butyldimethylsilyl) geschützt, um 3 zu bilden.
Im Anschluß an das Schützen des Hydroxyrestes wird diese Verbindung in der 7-Stellung durch Behandlung von 3 mit Wasserstoff-t-butylperoxid und Chromhexacarbonyl z. B. in Acetonitril am Rückfluß zu dem entsprechenden 5-En-7-on 4 oxidiert. Die Alkylgruppe, z. B. Methyl, kann an diesem Punkt durch eine Grignard-Reaktion z. B. unter Verwendung von Methylmagnesiumchlorid in wasserfreiem THF bei 0–10°C eingeführt werden, um das 7-Methyl-7-hydroxy-Addukt 5 zu erzeugen. Dieses Grignardprodukt wird dann mit Aluminiumisopropoxid und Cyclohexanon (Oppenauer-Oxidationsbedingungen) in refluxierendem Toluollösungsmittel oxidiert, um das 7-Methyl-4,6-dein-3-on 6 zu erzeugen. Dieses wiederum wird durch Metall-Ammoniak-Reduktion unter Verwendung von Lithium in flüssigem Ammoniak, THF und Toluol bei –78°C reduziert, um selektiv das 7-beta-Methyl-5-en-3-on 7 zu ergeben. Im nächsten Schritt wird die 5-Doppelbindung durch Verwendung von DBU (1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en) in refluxierendem Tetrahydrofuran (THF) zum 4-En isomerisiert, um das 4-En-3-on 8 zu erzeugen. Als nächstes wird der A-Ring durch Behandlung mit Kaliumpermanganat, Natriumperiodat in t-Butylalkohol bei 80°C aufgespalten, um die entsprechende Secosäure 9 zu erzeugen. Die Behandlung der Secosäure 9 mit einem geeigneten Amin, z. B. Methylamin-Hydrochlorid, und Natriumacetat in Ethylenglycol bei 180°C ergibt das 4-Azaandrost-5-en-3-on 10. Die TBS-Schutzgruppe wird dann z. B. durch wäßriges HF in Acetonitril bei 0°C entfernt, um den 17-R-Alkohol 11 zu ergeben. Dieser wiederum wird selektiv reduziert, um die 5-Doppelbindung zu entfernen, um die 5α-Wasserstoffverbindung 12 zu erzeugen. An diesem Punkt kann die 17β-Hydroxygruppe mit einer Vielzahl von Reagenzien derivatisiert werden. Zum Beispiel kann sie mit einem Säurerest, z. B. t-Butylsäurechlorid, in einem Lösungsmittel, z. B. Pyridin, verestert werden, um den t-Pentansäureester 13 zu erzeugen.
Des weiteren kann 12 mit einem Isocyanat, z. B. t-Butylisocyanat, in einem Lösungsmittel und in Gegenwart von DBU umgesetzt werden, um den Urethanester 14 zu ergeben.
Ähnlich können andere Acylierungsmittel, die dem Fachmann offensichtlich sind, verwendet werden, um die 17-beta-Ol-Gruppierung zu derivatisieren.
Die Durchführung der obigen Reaktionsfolgen, jedoch unter Verwendung von z. B. Ethylmagnesiumchlorid als das Grignardreagenz, führt zu den entsprechenden 7-beta-Ethyl-Analoga.
FLIESS-SCHEMA C
FLIESS-SCHEMA C (FORTS.)
7-Carboxymethyl-l7-OTBS-Reihe (veranschaulichend)
Der 7-Carboxysubstituent wird durch die entsprechende 7-Allylgruppe gebildet. Wie in Fließschema C zu sehen ist, wird das Acetat 4 mit einem Allylgrignardreagenz umgesetzt, um das Addukt 15 zu bilden, das durch Oppenauer-Oxidationsbedingungen zum Dienon 16 oxidiert wird. Die Metall-Ammoniak-Reduktion ergibt das 5-en-Analogon 17, gefolgt von DBU-katalysierter Doppelbindungsisomerisierung zu 18. Dieses wiederum wird in einem Schlüsselschritt mit Kaliumpermanganat, Natriumperiodat in t-Butanol oxidiert, um die 7-Carboxymethylsecosäure 19 zu bilden. Die Behandlung mit Aminen, z. B. Ammoniumsalzen, bildet das 4-Azaderivat 20, das dann zur 5-alpha-Verbindung 21 reduziert wird. Die Verwendung von Methylamin an Stelle von Ammoniak ergibt die entsprechenden 4-Methyl-Analoga von 20 und 21.
FLIESS-SCHEMA D
FLIESS-SCHEMA E
7-Propyl-l7-OTBS-Reihe
Die 7-Propylanaloga werden wie in Fließschema D veranschaulicht hergestellt, wobei vom 7-Allyl-4-en-3-on 18 ausgegangen wird, das durch Wilkinson-Katalysator zu dem Propylderivat 22 reduziert, zu der Secosäure 23 oxidiert, dann mit Aminen, z. B. Methylamin, kondensiert, um das 4-Methyl-Analoga 24 zu bilden, und anschließend zu der 5-alpha-Verbindung 25 reduziert wird. Die entsprechende Behandlung mit Ammoniak ist in Fließschema E dargestellt, das die entsprechenden unsubstituierten 4-Aza-26 und 5-alpha-Analoga 27 zeigt.
FLIESS-SCHEMA F
FLIESS-SCHEMA G
7-Beta-Acetoxy-l7-carboxyester-Reihe
Die 7-Beta-Acetoxy-Reihe wird wie in den Fließschemata F und G veranschaulicht durch die Oxidation von Ausgangsester 28 zum 5-En-7-on 29 durch das oben beschriebene Chromhexacarbonyl/t-Butylhydroperoxid/ Acetonitril-Verfahren hergestellt. Die platinkatalysierte Hydrierung von 29 ergibt zwei Produkte, die vollständig reduzierte 7-H-Verbindung 31 und die 7-beta-Hydroxyverbindung 32. Die Acylierung von 32 mit Essigsäueranhydrid ergibt die 7-beta-Acetoxyverbindung 33.
FLIESS-SCHEMA H
7-Keto-l7-carboxamid-Reihe
Die Verbindung 34 ist im Stand der Technik bekannt. Sie kann mit dem Chromcarbonylreagenz oxidiert werden, um das 5-En-7-on 35 zu ergeben. Die 5-Doppelbindung wird katalytisch reduziert, um das 7-On 36 zu ergeben.
Die obigen 7-Substituenten können in alle hierin für die 17-A-Gruppe definierten Verbindungen durch geeignete analoge Verfahren eingebracht werden.
Demgemäß betrifft die vorliegende Verbindung insbesondere das Bereitstellen eines Verfahrens zur Behandlung der hyperandrogenen Zustände von androgener Alopezie, Akne vulgaris, Seborrhö und weiblichem Hirsutismus, benigner Prostatahyperplasie, Prostatitis, zur Prävention und/oder Behandlung von Prostatakarzinomen durch orale, topische oder parenterale Verabreichung der neuen Verbindungen der vorliegenden Erfindung.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die synthetischen Verfahren, die zur Herstellung von Verbindungen der Erfindung verwendet werden, obwohl die speziellen, in den Beispielen offenbarten Verbindungen außerhalb des Umfangs der Erfindung liegen.
BEISPIEL 1
Synthese von 3-Acetoxvandrost-5-en-17-ol (2)
Zu einer Lösung von 100 mg (0,303 mmol) 3-Acetoxyandrost-5-en-17-on, 1, in 3 ml EtOH bei –10°C wurden 22,9 mg (0,606 mmol) Natriumborhydrid unter Rühren zugegeben. Nachdem die Reaktionsmischung 1,5 Stunden lang gerührt worden war, wurde die Mischung mit 10 ml Wasser verdünnt, das Ethanollösungsmittel unter Vakuum entfernt und der Rückstand mit Ethylacetat extrahiert. Die organische Schicht wurde mit wäßrigem Na₂CO₃ und Salzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und eingeengt, wobei ein Rückstand aus roher Titelverbindung 2 zurückblieb. Das Protonen-NMR bestätigte die zugewiesene Struktur.
BEISPIEL 2
Synthese von 3-Acetoxvandrost-5-en-17-ol-17-t-butyldimethvlsilylether (3)
Zu einer Lösung des Androstan-l7-ols, 2, aus Beispiel 1, die aus 4,5 g (13,55 mmol) in 50 ml Dimethylformamid bestand, wurden bei 23°C 2,76 g (40,65 mmol) Imidazol zugegeben, gefolgt von 3,063 g (20,32 mmol) t-Butyldimethylsilylchlorid. Die Reaktionsmischung wurde gerührt, und ein Feststoff begann auszufallen. Zwanzig zusätzliche ml DMF wurden hinzugegeben und die Mischung über Nacht weitergerührt. Die Mischung wurde in 1 Liter Wasser gegossen, der Feststoff abfiltriert und mit Wasser gewaschen. Der Feststoff wurde in Ethylacetat gelöst, die organische Schicht mit Salzlösung gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet, eingeengt, um die silylgeschützte 17-ol-Titelverbindung 3 zu ergeben. Das Protonen-NMR bestätigte die zugewiesene Struktur.
BEISPIEL 3
Synthese von 3-Acetoxyandrost-5-en-7-on-17β-ol-17-t-butyldimethylsilylether (4)
Zu einer Lösung des TBMS-geschützten 17-Ols 3 aus Beispiel 2, die aus 5,6 g (12,55 mmol) in 100 ml Acetonitril bestand, wurden bei 23°C 90%iges t-Butylhydrogenperoxid, 3,958 g (43,92 mmol), und 138 mg Chromhexacarbonyl zugegeben. Nachdem die Mischung unter Stickstoff 24 Stunden lang refluxiert worden war, wurde die Reaktionsmischung in einen Liter Wasser gegossen, der Feststoff abfiltriert, der Rückstand mit 500 ml Wasser gewaschen und der Rückstand in 350 ml Methylenchlorid gelöst. Die organische Schicht wurde mit Salzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und eingeengt, um Rohmaterial zu erhalten. Die Dünnschichtchromatographie (3 : 1 Hexan/Ethylacetat auf Kieselgel) zeigte die Anwesenheit von Ausgangsmaterial an. Der Feststoff wurde durch Säulenchromatographie über Kieselgel durch Elution mit 7% Ethylacetat/Hexan gereinigt, um die Titelverbindung 4 zu ergeben. Das Protonen-NMR bestätigte die zugewiesene Struktur.
BEISPIEL 4
Synthese von 3,7-Dihydroxy-7-methylandrost-5-en-17β-ol-17-TBMS-ether (5)
Zu einer Lösung des Produkts 4 aus Beispiel 3, die aus 440 mg (0,956 mmol) in trockenem Tetrahydrofuran bestand, wurde bei 0°C tropfenweise Methylmagnesiumchlorid innerhalb von 5–10 Minuten zugegeben. Man ließ die Reaktionsmischung anschließend 24 Stunden lang bei Raumtemperatur rühren, dann wurde sie in gesättigtes wäßriges Ammoniumchlorid gegossen. Das THF-Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt und die wäßrige Phase mit Ethylacetat extrahiert. Die organische Schicht wurde mit Salzlösung gewaschen, getrocknet, eingeengt, um Rohprodukt zu ergeben. Das Protonen-NMR bestätigte die zugewiesene Struktur der Titelverbindung 5, die ohne weitere Reinigung im nächsten Schritt verwendet wurde.
BEISPIEL 5
Synthese von 7-Methylandrost-4,6-dien-3-on-17β-ol-17-t-butyldimethylsilylether (6)
Das obige Grignardprodukt 5, 3,5 g (7,142 mmol), wurde in 50 ml Toluol/50 ml Cyclohexanon gelöst, und 20 ml Lösungsmittel wurden unter Vakuum abdestilliert. 4,54 g Aluminiumisopropoxid wurden hierzu hinzugegeben und die Reaktionsmischung 15 Stunden lang über Nacht refluxiert. Die Mischung wurde abgekühlt, mit Ethylacetat verdünnt, mit Natriumkaliumtartrat und Salzlösung gewaschen und die organische Schicht unter Vakuum eingeengt und der Rückstand dampfdestilliert. Der Rückstand wurde mit Ethylacetat extrahiert, mit Salzlösung gewaschen, getrocknet und durch Säulenchromatographie auf Kieselgel mit 5% EtOAc/Hexan als Elutionsmittel gereinigt, um die Titelverbindung 6 zu ergeben.
BEISPIEL 6
Synthese von 7β-Methylandrost-5-en-3-on-17β-ol-t-butyldimethylsilylether (7)
Zu einer Lösung von 370 mg 6 aus Beispiel 5 in 5,5 ml Ammoniak, 1 ml THF und 1 ml Toluol wurden 50 mg metallisches Lithium in kleinen Stücken zugegeben. Nachdem die blaue Lösung 2 Stunden lang gerührt worden war, wurde eine Lösung von 1,2-Dibromethan in 2 ml THF zugegeben. Nach 10minütigem Rühren der Lösung bei –78°C wurden 250 mg Ammoniumchlorid zugegeben und die Mischung 10 Minuten lang gerührt. Das überschüssige Ammoniak wurde durch Eindampfen unter einem Stickstoffstrom entfernt. Die Reaktionsmischung wurde mit Salzlösung verdünnt, mit Ethylacetat extrahiert. Die organische Schicht wurde mit Salzlösung gewaschen, getrocknet und eingeengt, um Rohmaterial 7 zu ergeben, das als solches in Beispiel 7 verwendet wurde.
BEISPIEL 7
Synthese von 7β-Methylandrost-4-en-3-on-17β-ol-t-butyldimethylsilylether (8)
Zu einer Lösung von 7 aus Beispiel 6, die aus 432 mg in 4 ml THF bestand, wurden 150 Mikroliter DBU (1,8-Diazabicyclo[5.4.0}undec-7-en) unter Stickstoff unter Rühren zugegeben. Die Mischung wurde 1,5 Stunden lang refluxiert, dann abgekühlt, mit NH₄Cl-Lösung verdünnt. Das THF-Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt und der Rückstand mit Ethylacetat extrahiert. Die organische Schicht wurde mit Salzlösung gewaschen, getrocknet und unter vermindertem Druck eingeengt, um Rohmaterial zu ergeben. Das Titelprodukt 8 wurde durch Chromatographie auf Kieselgel unter Verwendung von 10% EtOAc/Hexan als Elutionsmittel gereinigt.
BEISPIEL 8
Synthese von 17β-(t-Butyldimethylsilyloxy)-7β-methyl-5-oxo-A-nor-3,5-secoandrostan-3-säure (9)
Zu einer Lösung von 884 mg 8 in 15 ml t-Butylalkohol bei 80°C wurden 248 mg Natriumcarbonat in 1,5 ml Wasser zugegeben, gefolgt von einer tropfenweisen Zugabe einer Mischung von 2,273 g Natriumperiodat mit 16,8 mg Kaliumpermanganat in 8 ml Wasser innerhalb von 15–20 Minuten. Die Reaktionsmischung wurde 2 Stunden lang auf 80°C erwärmt, abgekühlt, filtriert, der Rückstand mit Wasser gewaschen und anschließend der Extrakt unter Vakuum eingeengt. Der Extrakt wurde mit wäßriger HCl angesäuert, mit Ethylacetat extrahiert und die organische Schicht mit wäßrigem NaHSO₃ und Salzlösung gewaschen, getrocknet und eingeengt, um rohes 9 zu ergeben. Das Protonen-NMR bestätigte die zugewiesene Struktur.
Es folgen Beschreibungen und Verfahren zur Synthese der anderen Verbindungen mit verschiedenen 17-A-Resten der Strukturen IA-VIIIA in dieser Erfindung, die als Ausgangsmaterialien verwendet werden können, auf die sich die hierin beschriebenen Verfahren anwenden lassen, um den 16-Substituent einzuführen und die entsprechenden 16-substituierten 17-A- und 7,16-disubstituierten 17-A-Derivate zu ergeben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Verbindung der allgemeinen Formel 2 dargestellt durch die allgemeine Strukturformel II:
wobei:
Z wie oben definiert ist,
die gestrichelte Linie a, wenn vorhanden, eine Doppelbindung bedeutet,
R und R³ unabhängig Wasserstoff, Methyl oder Ethyl sind, R² ein Kohlenwasserstoffrest ist, ausgewählt aus substituiertem oder unsubstituiertem gerad- oder verzweigtkettigem Alkyl, Cycloalkyl oder Aralkyl mit 1–12 Kohlenstoffen oder monocyclischem Aryl, das gegebenenfalls 1 oder mehrere Niedrigalkylsubstituenten mit 1–2 Kohlenstoffatomen und/oder 1 oder mehrere Halogensubstituenten enthält.
In einer Unterklasse der Verbindungen der Formel II ist die gestrichelte Linie eine Doppelbindung, R ist Wasserstoff oder Methyl, R³ ist Wasserstoff und R² ist verzweigtkettiges Alkyl, Cycloalkyl, Aralkyl mit 4–12 Kohlenstoffatomen oder Phenyl, gegebenenfalls substituiert durch Methyl, Chlor oder Fluor.
In einer weiteren Unterklasse der Verbindungen der Formel II ist die gestrichelte Linie eine Doppelbindung, und R² ist substituiertes oder unsubstituiertes 1- oder 2-Adamantyl, 1- oder 2-Adamantylmethyl, 1-, 2- oder 7-Norbornanyl oder 1-, 2- oder 7-Norbornanylmethyl.
Die Alkyl-, Cycloalkyl-, Aralkyl-, 1-, 2-Adamantyl- oder 1-, 2-Norbornanylreste können mit ein oder mehreren der folgenden Substituenten substituiert sein: lineares/verzweigtes C₁-C₄-Alkyl, einschließlich Methyl, Ethyl, Isopropyl, n-Butyl; Nitro; Oxo; C₇-C₉-Aralkyl, einschließlich Benzyl; (CH₂)_nCOOR, wobei n O-2 ist und R H oder lineares/verzweigtes C₁-C₄-Alkyl ist, einschließlich Methyl, Ethyl; CH₂OH; OH; OR, wobei R lineares/verzweigtes C₁-C₁-Alkyl ist, einschließlich Methyl, Ethyl; Halogen, einschließlich Fluor, Brom, Iod; COOH; COOR, wobei R lineares/ verzweigtes Cl-C₄-Alkyl ist; -CONH₂; CH₂NH₂; CH₂NHCOR, wobei R lineares/ verzweigtes C₁-C₄-Alkyl ist, einschließlich Methyl, Ethyl; Phenyl; o-, m-, p-substituiertes Phenyl, einschließlich p-Nitro-, p-Amino- und p-Sulfo-; oder Cyano. Die Aminogruppe des Adamantyl- oder Norbornanylrestes kann auch als R¹ mit Methyl und Ethyl sowie Wasserstoff substituiert sein.
Ebenfalls vom Umfang dieser Erfindung umfaßt sind pharmazeutisch annehmbare Salze oder Ester, wobei am substituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Aralkyl-, Adamantyl- oder Norbornanylrest eine basische oder saure Gruppe vorhanden ist. Wenn ein saurer Substituent vorhanden ist, d. h. -COOH, kann das Ammonium-, Natrium-, Kalium-, Calciumsalz und dergleichen zur Verwendung als Dosisform gebildet werden.
Wenn eine basische Gruppe, d. h. Amino, vorhanden ist, können saure Salze, d. h. Hydrochlorid, Hydrobromid, Acetat, Pamoat und dergleichen, als Dosisform verwendet werden.
Wenn die -COOH-Gruppe vorhanden ist, können auch pharmazeutisch annehmbare Ester, z. B. Acetat, Maleat, Pivaloyloxymethyl und dergleichen, und solche Ester, die im Stand der Technik zur Modifizierung der Löslichkeits- und Hydrolyseeigenschaften zur Verwendung als Formulierung mit verzögerter Freisetzung oder als Prodrug-Formulierungen bekannt sind, eingesetzt werden.
Repräsentative Beispiele sind u. a. für R² (wobei AD Adamantyl ist):
3,5,7-Trinitro-1-AD,
4-Oxo-1-AD,
1-Benzyl-1-AD, 4,4-Dimethyl-1-AD, 3,7-Dimethyl-5-carboxymethyl-1-AD, 3-Carboxymethyl-1-AD,
3-Chlor-1-AD,
1,3-Dihydroxy-6,6-dimethyl-2-AD,
3-Chlor-1-AD,
4-Carbethoxy-2-AD,
4-Carboxy-2-AD,
3-Isopropyl-1-AD,
3-n-Butyl-1-AD,
3-Propyl-1-AD,
3,5-Diethyl-1-AD,
3-Hydroxymethyl-1-AD,
2-Carboxy-1-AD,
3-Methyl-1-AD,
5-Hydroxy-2-AD,
2-Hydroxy-1-AD,
1-Aminomethyl-1-hydroxy-2-AD,
2-Oxo-1-AD,
2-Phenyl-2-AD,
1-Aminomethyl-2-AD,
1-Carboxy-2-AD,
1-Aminocarbonyl-2-AD,
3-Hydroxy-5,7-dimethyl-1-AD,
4-Fluor-1-AD,
3-Fluor-1-AD,
4-Hydroxy-2-AD,
3-Phenyl-1-AD,
3-(p-Aminophenyl)-1-AD,
3-(p-Nitrophenyl)-1-AD,
3-Methyl-5-hydroxymethyl-1-AD,
3,5-Dimethyl-4-hydroxy-1-AD,
2-Hydroxymethyl-2-AD,
3-(p-Sulfophenyl)-1-AD,
3-Methyl-5-ethyl-1-AD,
2-Carboxy-2-AD,
3,5,7-Trimethyl-1-AD,
4-Iod-2-AD,
4-Brom-2-AD,
4-Chlor-2-AD,
1-Acetylaminomethyl-2-AD,
1-Carboxymethyl-2-AD,
1-Methyl-2-AD,
1-Aminocarboxylmethyl-2-AD,
1-Aminocarboxyl-1-AD,
2-Cyano-2-AD,
3,5-Dimethyl-7-ethyl-1-AD,
4-Hydroxy-1-AD,
1-Hydroxy-2-AD,
5-Carboxy-3-methyl-1-AD,
3,5-Dimethyl-7-Carboxy-1-AD,
3-Carboxy-1-AD,
3-Hydroxy-1-AD und dergleichen.
Repräsentative Beispiele umfassen für R² als substituierte Norbornanylreste (wobei NB Norbornanyl ist):
2-NB,
1,7,7-Trimethyl-4-phenyl-2-NB,
3-Carboxy-2-NB,
3-Phenyl-2-Carboxy-2-NB,
2-Cyano-3-phenyl-2-NB,
3-Hydroxy-4,7,7-trimethyl-2-NB, 6-Hydroxymethyl-2-NB,
5-Cyano-2-NB,
3-Allyl-2-NB,
1-NB,
7,7-Dimethyl-1-hydroxymethyl-2-NB,
3-Methoxy-4,7,7-trimethyl-2-NB,
3-Aminocarbonyl-2-NB,
3-Ethoxycarbonyl-2-NB,
3,3-Dimethyl-2-NB,
7-Oxo-1-NB,
3-Phenyl-2-NB,
1-Carboxymethyl-7,7-dimethyl-2-NB,
1-Ethyl-2-NB,
1-Methyl-2-NB,
2,2,3,3,5,5,6,6,7,7-Decafluor-1-NB,
3-Hydroxy-2-NB,
3-Chlor-2-NB,
3-(p-Methoxyphenyl)-2-NB,
2,2-Dimethyl-3-methylen-7-NB,
3-Oxo-2-NB,
1-Methoxy-2-NB,
7-NB,
3-Isopropyl-2-NB,
2-Brom-1-NB,
3-Chlor-1-NB und dergleichen.
Die neuen Verbindungen der Formel I der vorliegenden Erfindung können durch ein Verfahren hergestellt werden, ausgehend von 17β-(Carbomethoxy)-4-aza-5α-androstan-3-onen, wobei das Verfahren gegebenenfalls folgende Schritte umfaßt: 1) Dehydrieren des Ausgangsmaterials, um die entsprechende Verbindung zu erzeugen, die in der 1,2-Stellung des A-Rings eine Doppelbindung enthält, 2) Umwandeln des 17-Carbomethoxy-Substituenten in einen N-substituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Aralkyl-, monocyclischen Acyl- oder Adamantylcarbamoyl-Substituenten und, falls erwünscht, 3) Alkylieren des A-Ring-Stickstoffs, um einen N-Methyl- oder N-Ethyl-Substituenten in die 4-Stellung des A-Rings einzuführen. Für den Dehydrierungsschritt ist es bevorzugt, daß das 4-Azastickstoff unsubstituiert ist. Die alternativen Wege können aus ein oder mehreren einzelnen chemischen Schritten bestehen und können, falls erwünscht, vor Schritt (1) oder im Anschluß an Schritt (1) oder Schritt (3) stattfinden.
Das Verfahren, wie es in dem nachstehenden allgemeinen Fließschema II mit Bezug auf 7-unsubstituierte Verbindungen (nicht gemäß der Erfindung) veranschaulicht wird, umfaßt gegebenenfalls: (1) Erwärmen eines 17β-Alkoxycarbonyl-4-aza-5α-androstan-3-ons, Verbindung III, (hergestellt gemäß der Literatur, wie in dem Bezugs-US-Patent 4 377 584 beschrieben) mit einem Dehydrierungsmittel, wie z. B. Benzolseleninsäureanhydrid, in einem refluxierenden inerten Lösungsmittel, z. B. Chlorbenzol, um ein 17β-Alkoxycarbonyl-4-aza-5α-androst-1-en-3-on IV zu ergeben (alternativ kann das Dichlordicyanobenzochinonverfahren von Dolling et al,, JACS 1988, Band 110, S. 3318– 3319, verwendet werden), (2) die gebildete 5α-Androst-1-en-3-on-Verbindung aus Schritt 1 kann z. B. mit Natriumhydrid unter wasserfreien Bedingungen in einem neutralen Lösungsmittel, wie z. B. Dimethylformamid, umgesetzt werden, (3) Inkontaktbringen der resultierenden Reaktionsmischung mit einem Alkyl(Methyl oder Ethyl)iodid, um das entsprechende 17β-Alkoxyadamantylcarbamoyl-4-alkyl-4-aza-5α-androst-1-en-3-on V zu bilden, (4) die anschließende Hydrolyse des 17β-Alkoxycarbonyl-4-alkyl-4-aza-5α-androst-1-en-3-ons mit einer starken Base, wie z. B. wäßrigem methanolischem Kaliumhydroxid, bei der Rückflußtemperatur, gefolgt vom Ansäuern und Isolieren der resultierenden Steroidsäure, um 17β-Carboxy-4-alkyl-4-aza-5α-androst-1-en-3-on VI zu ergeben, (5) die Steroidsäure kann dann durch Refluxieren mit Triphenylphosphin und 2,2'-Dipyridyldisulfid in einem inerten Lösungsmittel, wie z. B. Toluol, in ihren entsprechenden 2-Pyridylthioester umgewandelt werden, und das resultierende Produkt 17β-(2-Pyridylthiocarbonyl)-4-alkyl-4-aza-5α-androst-1-en-3-on VII kann durch Chromatographie, z. B. auf Kieselgel, isoliert werden, und (6) der Pyridylthioester kann anschließend mit 1-Adamantyl-, 2-Adamantyl- oder Norbornanylamin in einem inerten Lösungsmittel, z. B. Tetrahydrofuran, umgesetzt werden, um das erwünschte Produkt 17β-N-Adamantylcarbamoyl-4-alkyl-4-aza-5α-androst-l-en-3-on VIII zu ergeben, das durch Chromatographie, z. B. auf Kieselgel, isoliert werden kann. Wenn die vorige Reaktion durchgeführt wird, ohne daß zunächst die Doppelbindung in der 1-Stellung gebildet wird, wird das entsprechende 17β-(N-Adamantylcarbamoyl)-4-alkyl-4-aza-5α-androstan-3-on (oder die N-Norbornanylcarbamoylverbindung) hergestellt.
Gemäß einem alternativen Verfahren wird das entsprechende N-unsubstituierte 17β-(N-Adamantylcarbamoyl)-4-aza-5α-androst-1-en-3-on XIV leicht aus dem 17β-(Alkoxycarbonyl)-4-aza-5α-androston-3-on IV durch Wiederholen der obigen Reaktionsschrittfolge, jedoch durch Weglassen des obigen Alkylierungsschrittes 2, d. h. der Behandlung des 4-Aza-5α-androst-1-en-3-ons z. B. mit Natriumamid, gefolgt von Methyl- oder Ethyliodid über die Zwischenprodukte XII und XIII, hergestellt.
Gemäß einem weiteren alternativen Verfahren zur Herstellung der Verbindungen unserer Erfindung mit lediglich Wasserstoffen als die einzigen Substituenten am Ring-A-Stickstoff, wird die Doppelbindung im A-Ring als letzter Schritt des Verfahrens eingeführt. So wird ein 17β-Alkoxycarbonyl-4-aza-5α-androstan-3-on III zur entsprechenden Steroidsäure IX 17β-Carboxy-4-aza-5α-androstan-3-on hydrolysiert, die wiederum in den entsprechenden Pyridylthioester 17β-(2-Pyridylthiocarbonyl)-4-aza-5α-androstan-3-on, X, umgewandelt wird, gefolgt von der Behandlung des Esters mit einem Amin der Formel R²-NH₂, wobei R² wie hierin oben als 1- oder 2-Adamantyl oder 1-, 2- oder 7-Norbornanyl definiert ist, um ein 17β-(N-Adamantylcarbamoyl)-4-aza-5α-androston-3-on XI zu bilden, das wie zuvor beschrieben dehydriert wird, um Verbindung XIV, 17β-(N-Adamantylcarbamoyl)-4-azaandrost-1-en-3-on), oder das entsprechende Norbornanylderivat zu bilden.
Bei einem weiteren alternativen Verfahren zur Einführung des 17β-(N-Adamantylcarbamoyl)substituenten in eine 17β-Carboxyandrostanverbindung der Formel VI, XII oder IX wird jede auf eine Weise, ähnlich den in Steroids, Band 35 #3, März 1980, S. 1–7, beschriebenen Verfahren, mit Dicyclohexylcarbodiimid und 1-Hydroxybenzotriazol behandelt, um das 17β-(1-Benzotriazoloxycarbonyl)-4-aza-5α-androst-l-en-3-on, VII, XIII oder Verbindung X, zu bilden, wobei der Substituent X eine Benzotriazoloxygruppe ist.
Die obigen Reaktionen werden in dem nachfolgenden allgemeinen Fließschema II schematisch beschrieben. FLIESS-SCHEMA II
ALLGEMEINES FLIESS-SCHEMA II (FORTS.)
ALLGEMEINES FLIESS-SCHEMA II (FORTS.)
X ist 2-Pyridylthio oder 1-Benzotriazoloxy.
R² ist 1- oder 2-Adamantylamino oder Norbornanylamino.
Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, geeignete topische, orale und parenterale pharmazeutische Formulierungen zur Verwendung bei den neuen Behandlungsverfahren der vorliegenden Erfindung zur Verfügung zu stellen.
Die Zusammensetzungen, die die Verbindungen der vorliegenden Erfindung als den Wirkstoff zur Verwendung bei der Behandlung von z. B. benigner Prostatahypertrophie, Prostatitis und zur Behandlung und Prävention von Prostatakarzinomen und hyperandrogenen Zuständen enthalten, können in einer breiten Vielfalt therapeutischer Dosisformen in herkömmlichen Vehikeln zur systemischen Verabreichung, wie z. B. durch orale Verabreichung in Form von Tabletten, Kapseln, Lösungen oder Suspensionen, oder durch Injektion verabreicht werden. Die Tagesdosis der Produkte kann über einen großen Bereich, der von 0,5 bis 1000 mg pro erwachsenem Menschen/pro Tag reicht, variiert werden. Die Zusammensetzungen werden vorzugsweise in Form eingekerbter Tabletten, die 0,5, 1,0, 2,5, 5,0, 10,0, 15,0, 25,0 und 50,0 Milligramm des Wirkstoffes enthalten, zur symptomatischen Einstellung der Dosis auf den zu behandelnden Patienten zur Verfügung gestellt. Eine wirksame Menge des Arzneistoffes wird üblicherweise in einer Dosishöhe von zwischen etwa 0,002 mg bis etwa 50 mg/kg Körpergewicht pro Tag zugeführt. Vorzugsweise liegt der Bereich zwischen etwa 0,01 mg und 7 mg/kg Körpergewicht pro Tag. Diese Dosen liegen weit unter der toxischen Dosis des Produkts. Zur Behandlung von androgener Alopezie, Akne vulgaris, Seborrhö, weiblichem Hirsutismus werden die Verbindung der vorliegenden Erfindung in einer pharmazeutischen Zusammensetzung verabreicht, die den Wirkstoff in Kombination mit einem pharmakologisch annehmbaren Träger enthält, der hergerichtet ist zur topischen, oralen oder parenteralen Verabreichung.
Diese topischen pharmazeutischen Zusammensetzungen können in Form einer Creme-, Salben-, Gel- oder Aerosolformulierung vorliegen, die zur Auftragung auf die Haut hergerichtet ist. Diese topischen pharmazeutischen Zusammensetzungen, die die Verbindungen der vorliegenden Erfindung enthalten, enthalten üblicherweise etwa 0,1% bis 15%, vorzugsweise etwa 5% des Wirkstoffs, vermischt mit etwa 95% Vehikel.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können in oralen Dosisformen, wie z. B. Tabletten, Kapseln (jeweils einschließlich Formulierungen mit zeitlich festgelegter und verzögerter Abgabe), Pillen, Pulvern, Granulaten, Elixieren, Tinkturen, Suspensionen, Sirupen und Emulsionen, verabreicht werden. Ebenso können sie auch in intravenöser (sowohl als Bolus als auch als Infusion), intraperitonealer, subkutaner oder intramuskulärer Form verabreicht werden, wobei jeweils Anwendungs formen verwendet werden, die den Durchschnittsfachleuten auf pharmazeutischem Gebiet gut bekannt sind. Eine wirksame, jedoch nichttoxische Menge der erwünschten Verbindung kann als ein 5α-Reduktasemittel verwendet werden.
Das Dosisregime, das die Verbindungen der vorliegenden Erfindung verwendet, wird gemäß einer Vielzahl von Faktoren ausgewählt, einschließlich Typ, Spezies, Alter, Gewicht, Geschlecht und medizinischem Zustand des Patienten, der Schwere des zu behandelnden Zustandes, des Verabreichungsweges, der Nieren- und Leber-Funktion des Patienten und der verwendeten speziellen Verbindung oder des verwendeten speziellen Salzes davon. Ein Arzt oder Tierarzt mit durchschnittlichen Fähigkeiten kann leicht die wirksame Menge des Arzneistoffes, die benötigt wird, um das Fortschreiten des Zustandes zu verhindern, zu bekämpfen oder aufzuhalten, ermitteln und verschreiben. Die optimale Genauigkeit beim Erreichen der Arzneistoffkonzentration innerhalb des Bereichs, der eine Wirkung ergibt, ohne toxisch zu sein, erfordert ein Regime, basierend auf der Kinetik der Verfügbarkeit des Arzneistoffes für die Zielstellen. Dies umfaßt eine Berücksichtigung der Verteilung, des Gleichgewichts und der Eliminierung eines Arzneistoffes.
Orale Dosen der vorliegenden Erfindung werden, wenn sie für die indizierten Wirkungen verwendet werden, etwa zwischen dem Bereich liegen. Vorteilhafterweise können die Verbindungen der vorliegenden Erfindung in einer Tageseinzeldosis verabreicht werden, oder die tägliche Gesamtdosis kann in Teildosen zwei-, drei- oder viermal täglich verabreicht werden. Darüber hinaus können bevorzugte Verbindungen der vorliegenden Erfindung in intranasaler Form durch topische Verwendung geeigneter Intranasalvehikel oder auf transdermalen Wegen verabreicht werden, wobei jene Formen transdermaler Pflaster verwendet werden, die dem Durchschnittsfachmann gut bekannt sind. Zur Verabreichung in der Form eines transdermalen Abgabesystems wird die Dosisverabreichung während des Dosisregimes natürlich kontinuierlich anstatt intermittierend sein.
Bei den Verfahren der vorliegenden Erfindung können die hierin im Detail beschriebenen Verbindungen den Wirkstoff bilden und typischerweise vermischt mit geeigneten pharmazeutischen Verdünnungsmitteln, Hilfsstoffen oder Trägern (hierin gemeinsam als "Träger"-Materialen bezeichnet) verabreicht werden, die im Hinblick auf die vorgesehene Verabreichungsform, d. h. Oraltabletten, Kapseln, Elixiere, Sirupe und dergleichen, und in Übereinstimmung mit herkömmlichen pharmazeutischen Praktiken geeignet ausgewählt werden.
Zum Beispiel kann zur oralen Verabreichung in Form einer Tablette oder Kapsel die wirksame Arzneistoffkomponente mit einem oralen, nichttoxischen pharmazeutisch annehmbaren inerten Träger, wie z. B. Ethanol, Glycerin, Wasser und dergleichen, kombiniert werden. Darüber hinaus können, falls erwünscht oder notwendig, auch geeignete Bindemittel, Gleitmittel, Sprengmittel und Farbmittel in die Mischung eingebracht werden. Geeignete Bindemittel sind u. a. Stärke, Gelatine, natürliche Zucker, wie z. B. Glukose oder beta-Lactose, Maissüßmittel, natürliche und synthetische Gummen, wie z. B. Akazien-, Tragantgummi oder Natriumalginat, Carboxymethylcellulose, Polyethylenglycol, Wachse und dergleichen. Gleitmittel, die in diesen Dosisformen verwendet werden, sind u. a. Natriumoleat, Natriumstearat, Magnesiumstearat, Natriumbenzoat, Natriumacetat, Natriumchlorid und dergleichen. Sprengmittel sind u. a., ohne Beschränkung, Stärke, Methylcellulose, Agar, Bentonit, Xanthangummi und dergleichen.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können auch in Form von Liposomabgabesystemen, wie z. B. kleinen einlamellaren Vesikeln, großen einlamellaren Vesikeln und multilamellaren Vesikeln, verabreicht werden. Liposome können aus einer Vielzahl von Phospholipiden, wie z. B. Cholesterin, Stearylamin oder Phosphatidylcholinen, gebildet werden.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können auch durch die Verwendung monoklonaler Antikörper als einzelne Träger, an die die Verbindungsmoleküle gekuppelt sind, abgegeben werden. Die Verbindung der vorliegenden Erfindung können auch mit löslichen Polymeren als auf ein Ziel ausrichtbare Arzneistoffträger gekuppelt sein. Solche Polymere können u. a. Polyvinylpyrrolidon, ein Pyrancopolymer, Polyhydroxypropylmethacrylamidphenol, Polyhydroxyethylaspartamidphenol oder mit Palmitoylresten substituiertes Polyethylenoxidpolylysin sein. Darüber hinaus können die Verbindung der vorliegenden Erfindung an eine Klasse biologisch abbaubarer Polymere gekuppelt sein, die geeignet sind, um eine gesteuerte Arzneistoffabgabe zu erzielen, zum Beispiel Polymilchsäure, Poly-epsilon-caprolacton, Polyhydroxybuttersäure, Polyorthoester, Polyacetale, Polydihydropyrane, Polycyanoacrylate und vernetzte oder amphipatische Blockcopolymere von Hydrogelen.
BIOLOGISCHE UNTERSUCHUNGEN
Herstellung von menschlichen Prostata- und Kopfhaut-5α-Reduktasen
Proben von menschlichem Gewebe wurden durch Verwendung einer Gefriermühle pulverisiert und durch Verwendung eines Potter-Elvehjem-Homogenisators in 40 mM Kaliumphosphat, pH 6,5, 5 mM Magnesiumsulfat, 25 mM Kaliumchlorid, 1 mM Phenylmethylsulfonylfluorid, 1 mM Dithiothreit (DTT), das 0,25 M Saccharose enthielt, homogenisiert. Ein rohes Kernpellet wurde durch 15minütige Zentrifugation des Homogenats bei 1500 × g hergestellt. Das rohe Kernpellet wurde zweimal gewaschen und in zwei Volumen Puffer erneut suspendiert. Glycerin wurde zu dem erneut suspendierten Pellet bis zu einer Endkonzentration von 20% zugegeben. Die Enzymsuspension wurde in Aliquoten bei –80°C eingefroren. Die Prostata- und Kopfhautreduktasen waren bei der Lagerung unter diesen Bedingungen wenigstens 4 Monate stabil.
5α-Reduktase-Untersuchung
Die Reaktionsmischung, die in einem Endvolumen von 100 μl enthalten war, ist: 40 mM Puffer (menschliche Kopfhaut, Kaliumphosphat, pH 6,5; menschliche Prostata-5α-Reduktase, Natriumcitrat, pH 5,5), 0,3–10 μM ¹⁴C-T (oder ³H-T), 1 mM DTT und 500 μM NADPH. Typischerweise wurde die Untersuchung durch die Zugabe von 50–100 μg Prostatahomogenat oder 75–200 μg Kopfhauthomogenat initiiert und bei 37°C inkubiert. Nach 10–50 Minuten wurde die Reaktion durch Extraktion mit 250 μl einer Mischung aus 70% Cyclohexan: 30% Ethylacetat, die 10 μg jeweils von DHT und T enthielt, gequencht. Die wäßrigen und organischen Schichten wurden durch Zentrifugation bei 14000 U/min in einer Eppendorf-Mikrozentrifuge getrennt. Die organische Schicht wurde der Normalphasen-HPLC unterworfen (10-cm-Whatman-Partisil-5-Silicasäule, äquilibriert mit 1 ml/min 70% Cyclohexan : 30% Ethylacetat; Retentionszeiten DHT, 6,8–7,2 min; Androstandiol, 7,6–8,0 min; T, 9,1–9,7 min). Das HPLC-System bestand aus einem Waters Model 680 Gradient System, ausgestattet mit einem Hitachi-Model-655A-Autosampler, einem variablen Applied-Biosystems-Model-757-UV-Detektor und einem Radiomatic-Model-A120-Radioaktivitätsanalysator. Die Umwandlung von T in DHT wurde durch Verwendung eines Radioaktivitätsflußdetektors durch Vermischen des HPLC-Stroms mit einem Volumen Flo Scint 1 (Radiomatic) überwacht. Unter den beschriebenen Bedingungen war die Erzeugung von DHT wenigstens 25 Minuten lang linear. Die einzigen beobachteten Steroide bei den Präparaten menschlicher Prostata und Kopfhaut waren T, DHT und Androstandiol.
Stummelschwanzmakaken-Vorschrift
Die folgende Vorschrift wird bei den Stummelschwanzmakakenaffen verwendet, um die haarwuchsfördernde Wirkung von Verbindungen der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Einundzwanzig männliche Stummelschwanzmakakenaffen der Spezies Macaca speciosa werden auf Basis von Ausgangshaargewichtsdaten in Vehikelkontroll- und Arzneistoffbehandlungsgruppen eingeteilt. Diese Einteilung ist notwendig, um sicherzustellen, daß der durchschnittliche Ausgangshaarwuchs für jede Kontroll- und Versuchsgruppe vergleichbar ist.
Die Kontroll- und Arzneistoffbehandlungsgruppen sind wie folgt:

1. Topisch 50 : 30 : 20 Vehikel (N=6)
2. Oral 5α-Reduktase und topisch 50 : 30 : 20 Vehikel (N=5)
3. Oral Placebo (N=5)
4. 5α-Reduktase in Vehikel (N=5)

Das Vehikel besteht aus 50% Propylenglycol, 30% Ethanol und 20% Wasser. Eine 100-mM-Konzentration topischer 5α-Reduktase wird in diesem Vehikel formuliert. Dieselbe 5α-Reduktase wird als eine orale Dosis von 0,5 mg pro Affe verabreicht. Unmittelbar vor der Dosierungsphase der Untersuchung wird Haar aus einem 1 Inch großen quadratischen Bereich (der durch vier Tätowierungen gekennzeichnet ist) im Zentrum der kahl werdenden Kopfhaut entfernt. Diese Haarerfassung ist die Ausgangshaarwuchsbestimmung vor Behandlungsbeginn. Etwa 250 μl Vehikel und 5α-Reduktase in Vehikel werden hergestellt und topisch auf den tätowierten Bereich der Kopfhaut aufgetragen. Die ausgewählte 5α-Reduktase und das Placebo werden von den Affen zur selben Zeit aufgenommen, wie die topischen Dosen verabreicht werden. Den Affen werden einmal pro Tag, sieben Tage pro Woche, zwanzig Wochen lang Dosen verabreicht.
In vierwöchigen Intervallen während der Dosierphase der Untersuchung wird jeder Affe rasiert und das Haar gesammelt und gewogen. Die Körpergewichtsdaten (zu Beginn und während der Untersuchung) werden durch den nichtparametrisierten Wilcoxon-Rangsummentest ausgewertet. Die Unterschiede sind bei p < 0,05 signifikant. Die Haarwuchsdaten jeder wöchentlichen Erfassung der Vehikel-, Placebo- und Behandlungsgruppen werden als die Veränderung zum Ausgang ausgedrückt. Die statistische Auswertung wird anhand des Rangs der Daten ausgeführt, um die Gesamtunterschiede zwischen den Gruppen bei jeder vierwöchigen Erfassung zu zeigen.

Claims

Eine Verbindung der Formel:
wobei R ausgewählt ist aus Wasserstoff, Methyl oder Ethyl, die gestrichelten Linien a, b Doppelbindungen bedeuten, die vorliegend können, mit der Maßgabe, daß, wenn die b-Doppelbindung vorliegt, das 5α-Wasserstoff, Ha, dann nicht vorhanden ist, Z ausgewählt ist aus: 1) Oxo, 2) einem α-Wasserstoff und einem β-Substituenten, der ausgewählt ist aus C₁-C₄-Alkyl, C₂-C₄-Alkenyl, -CH₂COOH, Hydroxy, Carboxy, COOC₁-C₄-Alkylestern, OCONR¹R², wobei R¹ und R² unabhängig H, C₁-C₄-Alkyl, Phenyl, Benzyl sind, und wobei R¹ und R² zusammen mit dem Stickstoff einen 5-6gliedrigen gesättigten heterocyclischen Ring, gegebenenfalls mit 1 anderen Heteroatom, bilden können, OC₁-C₄-Alkyl, OC₃-C₆-Cycloalkyl, -OCOCH₃, Halogen, Halogen-C₁-C₄-alkyl oder Trifluormethyl, C₁-C₆-Cycloalkyl, 3) =CH-R¹, wobei R¹ H, C₁-C₄-Alkyl ist, 4) Spiro
wobei R¹ H, C₁-C₄-Alkyl ist, und A ist:
wobei Q ausgewählt ist aus: (1) NR²R³, wobei R³ unabhängig Wasserstoff, Methyl oder Ethyl ist und R² ein Kohlenwasserstoffrest ist, ausgewählt aus substituiertem oder unsubstituiertem gerad- oder verzweigtkettigem Alkyl, Cycloalkyl oder Aralkyl mit 1–12 Kohlenstoffen oder monocyclischem Aryl, das gegebenenfalls 1 oder mehrere Niedrigalkylsubstituenten mit 1–2 Kohlenstoffatomen und/oder 1 oder mehrere Halogensubstituenten enthält, mit der Maßgabe, daß Z nicht beta-Methyl ist, wenn R² C₁-C₈-Alkyl ist, und pharmazeutisch annehmbare Salze und Ester davon.
Die Verbindung nach Anspruch 1 der Formel:
wobei: Z wie oben definiert ist, die gestrichelte Linie a, wenn vorhanden, eine Doppelbindung bedeutet, R und R³ unabhängig Wasserstoff, Methyl oder Ethyl sind, R² ein Kohlenwasserstoffrest ist, ausgewählt aus substituiertem oder unsubstituiertem gerad- oder verzweigtkettigem Alkyl, Cycloalkyl oder Aralkyl mit 1–12 Kohlenstoffen oder monocyclischem Aryl, das gegebenenfalls 1 oder mehrere Niedrigalkylsubstituenten mit 1–2 Kohlenstoffatomen und/oder 1 oder mehrere Halogensubstituenten enthält.
Die Verbindung gemäß Anspruch 2, wobei: die gestrichelte Linie eine Doppelbindung ist, R Wasserstoff oder Methyl ist, R³ Wasserstoff ist und R² verzweigtkettiges Alkyl, Cycloalkyl, Aralkyl mit 4–12 Kohlenstoffatomen oder Phenyl, gegebenenfalls substituiert durch Methyl, Chlor oder Fluor, ist.
Die Verbindung nach Anspruch 2, wobei die gestrichelte Linie eine Doppelbindung ist und R² substituiertes oder unsubstituiertes 1- oder 2-Adamantyl, 1- oder 2-Adamantylmethyl, 1-, 2- oder 7-Norbornanyl oder 1-, 2- oder 7-Norbornanylmethyl ist.
Die Verbindung nach Anspruch 4, wobei die 1- oder 2-Adamantyl- oder 1-, 2- oder 7-Norbornanylreste substituiert sein können mit einem oder mehreren der Reste: lineares oder verzweigtes C₁-C₄-Alkyl, Nitro, Oxo, C₇-C₉-Aralkyl, (CH₂)_nCOOR, wobei n 0–2 ist und R ist H oder lineares/ verzweigtes C₁-C₄-Alkyl, CH₂OH, OH, OR, wobei R ist lineares/verzweigtes C₁-C₄-Alkyl, Halogen, CONH₂, CH₂NH₂, CH₂NHCOR, wobei R ist lineares/ verzweigtes C₁-C₄-Alkyl, Phenyl, p-Nitrophenyl, p-Aminophenyl, p-Sulfophenyl oder Cyano.
Die Verwendung einer wie in Anspruch 1 beanspruchten Verbindung zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung der hyperandrogenen Zustände Akne, androgene Alopezie, Alopezie des männlichen Typs, weiblicher Hirsutismus, benigne Prostatahyperplasie, Prostatitis, zur Behandlung und Prävention von Prostatakrebs.
Die wie in Anspruch 6 beanspruchte Verwendung, wobei die Verbindung ein 5α-Reduktase-1-Inhibitor ist.
Die wie in Anspruch 6 beanspruchte Verwendung, wobei die Verbindung ein 5α-Reduktase-2-Inhibitor ist.
Die wie in Anspruch 6 beanspruchte Verwendung, wobei die Verbindung ein zweifacher Inhibitor sowohl für 5α-Reduktase 1 als auch für 5α-Reduktase 2 ist.
Eine pharmazeutische Zusammensetzung, die eine therapeutisch wirksame Menge der Verbindung nach Anspruch 1 in einem pharmazeutisch annehmbaren Vehikel dafür enthält.