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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Kombinationen
retroviraler Protease-Inhibitoren, die bei der Verhütung der
Replikation von Säuger-Retroviren
wie HIV in vitro und in vivo wirksam sind, zur Herstellung eines
Arzneimittels zur Behandlung retroviraler Infektionen bei einem
Säuger
wie dem menschlichen Immundefizienz-Virus (HIV). Diese Erfindung
betrifft insbesondere Protease-Inhibitor-Verbindungen, die in der Kombinationstherapie
mit weiteren Protease-Inhibitor-verbindungen
verwendet werden.
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2. Stand der
verwandten Technik
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Während des
Replikationszyklus von Retroviren werden die Gag- und Gag-Pol-Gentranskriptionsprodukte
zu Proteinen translatiert. Die Proteine werden anschließend von
virus-kodierten Proteasen (oder Proteinasen) zu Proteinen prozessiert,
um virale Enzyme und Strukturproteine des Viruskerns bereitzustellen.
Am häufigsten
werden die Gag-Precursor-Proteine zu Kernproteinen und die Pol-Precursor-Proteine
zu Virusenzymen prozessiert, z. B. zur reversen Transkriptase und
zur retroviralen Protease. Es ist gezeigt worden, dass die korrekte
Prozessierung durch die retrovirale Protease zur Assembly retroviraler
Virionen erforderlich ist. Es ist zum Beispiel gezeigt worden, dass
Leserahmen-Mutationen in der Protease-Region des Pol-Gens von HIV die
Prozessierung des Gag-Presursor-Proteins
verhindern. Es ist ebenfalls durch stellenspezifische Mutagenese
am Asparaginsäure-Rest
in der aktiven Region des HIV-Proteins gezeigt worden, dass die
Prozessierung des Gag-Precursor-Proteins verhindert wird. Deshalb
sind Versuche zur Hemmung der viralen Replikation durch Hemmung
der Wirkung retroviraler Proteasen durchgeführt worden.
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Retrovirale
Protease-Inhibition umfasst typischerweise ein Übergangsstadiummimetikum, durch
das die retrovirale Protease einer mimetischen Verbindung exponiert
wird, die (typischerweise in reversibler Weise) kompetitiv mit dem
Enzym an die Gag- und Gag-Pol-Proteine bindet, um dadurch die spezifische
Prozessierung der Strukturproteine und die Freisetzung der retroviralen
Protease selbst zu hemmen. Auf diese Weise können die zur retroviralen Replikation
erforderlichen Proteasen wirksam gehemmt werden.
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Mehrere
Klassen mimetischer Verbindungen sind vorgeschlagen worden, insbesondere
zur Hemmung von Proteasen, wie zum Beispiel der Hemmung der HIV-Protease.
Solche Mimetika beinhalten Hydroxyethylaminisostere, reduzierte
Amidisostere und Nicht-Peptid-Isostere. Siehe zum Beispiel
EP 0 346 847 ,
EP 0 342 541 , Roberts et al, „Rational
Design of Peptid-Based Proteinase Inhibitors," Science 248, 358 (1990), Erickson et
al, „Design
Activity and 2,8 Å Crystal
Structure of a C
2 Symmetric Inhibitor Complexed
to HIV-1 Protease," Science
249, 527 (1990) und S. Thaisrivongs, "Structure-Based Design of Non-Peptide
HIV Protease Inhibitors," 35
th Annual Buffalo Medicinal Chemistry Meeting,
State University of New York at Buffalo, Buffalo, NY, May 22–25, 1994.
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Ein
Problem bei retroviralen Protease-Inhibitoren, wie den HIV-Protease-Inhibitoren,
war die Entstehung von gegenüber
dem Inhibitor resistenten Virusstämmen. Zum Beispiel ist der
HIV-Protease-Inhibitor L-735 524 von Merck & Co. wirksam gegen HIV-Infektionen
beim Menschen, aber es entwickelten sich später in Patienten gegen L-735
524 resistente HIV-Stämme
(Waldbolz, The Wall Street Journal, 25. Februar 1994, Seite B3 und
Condra et al., Nature, 569–571
(1995)). Weitere Beispiele sind in Vacca et al., Proc. Natl. Acad. Sci.
USA 91, 4096–4100
(1994), Ho et al., J. Virol. 68, 2016–2020 (1994) und Dardana et
al., Biochem. 33, 2004–2010
(1994) zu finden.
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Das
europäische
Patent 0 580 402 und die PCT-Patentanmeldung WO 94/14436 und WO
94/05639 offenbaren Kombinationen von zwei verschiedenen retroviralen
Protease-Inhibitoren, die bei der Behandlung und/oder Verhinderung
der HIV-Infektion
nützlich
sind. Diese Referenzen beschreiben jedoch nicht die Verwendung von
spezifischen Kombinationen zweier retroviraler Protease-Inhibitoren,
die wenig oder keine Kreuz-Resistenz gegenüber verschiedenen HIV-Stämmen bei
der Behandlung retroviraler Infektionen, wie der HIV-Infektion zeigen,
wobei der zweite retrovirale Protease-Inhibitor gegen mindestens
einen retroviralen Stamm wirksam ist, der gegen den ersten retroviralen
Protease-Inhibitor resistent ist.
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Die
PCT-Patentanmeldung WO 93/17003 beschreibt Dipeptid-Inhibitoren
retroviraler Proteasen, die zur Behandlung von Erkrankungen nützlich sind,
die in Verbindung mit durch Retroviren verursachten Infektionen
stehen. Die Verwendung mehrerer Protease-Inhibitoren mit geringer
oder keiner Kreuz-Resistenz in der Kombinationstherapie zur Verhinderung
der Replikation von Säuger-Retroviren
wird weder offenbart noch vorgeschlagen.
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Die
PCT-Anmeldung WO 94/04493 beschreibt als retrovirale Protease-Inhibitoren
nützliche Sulfonylalkanoylaminohydroxyethylaminosulfonamide.
Weitere retrovirale Protease-Inhibitoren gegen HIV sind dem Fachmann
bekannt (s. zum Beispiel Archiv der Pharmazie, Band 326, Nr. 9,
S. 574, Lang, M., HIV-1-Protease Inhibitoren: eine neue Waffe gegen
AIDS). Die Referenzen offenbaren jedoch nicht die Verwendung einer
bestimmten Kombination von zwei oder mehr retroviralen Protease-Inhibitoren,
die ausgewählt wurden,
um keine oder nur geringe Kreuz-Resistenz gegen verschiedene HIV-Stämme zu zeigen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Kombinationen
retroviraler Protease-Inhibitoren zur Herstellung eines bei der
Verhütung
der Replikation von Retroviren in vitro oder in vivo wirksamen Medikaments
zur Behandlung retroviraler Infektionen bei einem Säuger, wie
zum Beispiel die Infektion durch das humane Immundefizienz-Virus
(HIV). Diese Erfindung betrifft insbesondere in der Kombinationstherapie
mit anderen Protease-Inhibitoren-Verbindungen verwendete Protease-Inhibitor-Verbindungen.
Weiterhin kann diese Kombination in Verbindung mit weiteren anti-vitalen
Mittel verwendet werden.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
retrovirale Protease ist ein kritisches Enzym im retroviralen Replikationsprozess.
Die Vermehrung eines Retrovirus wie zum Beispiel HIV kann durch
Exponieren des Virus gegenüber
einem Inhibitor der retroviralen Protease behindert werden. Bei
andauerndem Exponieren des Retrovirus gegenüber dem Protease-Inhibitor
kann jedoch eine Variante des Retrovirus selektiert werden, so dass
sich ein neuer vorherrschender, gegenüber dem Protease-Inhibitor
resistenter Stamm des Retrovirus herausbildet. Der neue vorherrschende Stamm
des Retrovirus kann eine Protease herstellen, die nicht mehr länger inhibiert
oder noch häufiger
unzureichend inhibiert wird und er kann sich sogar in Gegenwart
des Protease-Inhibitors außer
bei wesentlicher Erhöhung
der Inhibitorkonzentration frei vermehren. Die vorliegende Erfindung
stellt die Verwendung eines retroviralen Protease-Inhibitors zur
Herstellung eines Medikaments zur Überwindung der Entwicklung
von retroviralen, gegenüber
einem retroviralen Protease-Inhibitor resistenten Stämmen bereit.
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Die
vorliegende Erfindung stellt die Verwendung einer wirksamen Menge
von mindestens zwei retroviralen Protease-Inhibitoren zur Herstellung
eines Medikaments zur Behandlung retroviraler Infektionen bereit, das
einem Säuger,
wie zum Beispiel einem Menschen, einem Affen, einer Katze oder dergleichen
verabreicht wird. Die Verabreichung kann durch Co-Verabreichung
von mindestens zwei retroviralen Protease-Inhibitoren erfolgen,
d.h: Verabreichung von zwei oder mehr retroviralen Inhibitoren in
der Weise, dass zu jeder Zeit eine wirksame Menge von mindestens
zwei retroviralen Inhibitoren in dem Säuger vorhanden sind. Alternativ
kann die Verabreichung durch aufeinander folgende oder alternierende
Verabreichung mindestens zweier retroviraler Protease-Inhibitoren
erfolgen, d.h. Verabreichung von zwei oder mehr retroviralen Protease-Inhibitoren,
so dass zu jedem Zeitpunkt jeweils nur eine wirksame Menge eines
Inhibitors in dem Säuger
vorliegt. Mit einer geeigneten Auswahl der retroviralen Protease-Inhibitoren
kann dieses Verfahren die Vermehrung des Virus sogar in Gegenwart
von Stämmen
wirksam kontrollieren, die gegen irgendeinen der Inhibitoren resistent
sind.
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Die
retroviralen Protease-Inhibitoren werden auf der Grundlage des Profils
des resistenten Stamms/der resistenten Stämme des Retrovirus ausgewählt, die
sich in vivo und in vitro durch Exposition gegenüber dem Inhibitor in einer
sich vermehrenden Kultur des Retrovirus herausbilden. Die retroviralen
Protease-Inhibitoren
werden hinsichtlich des Fehlens von Kreuz-Resistenz bezüglich mindestens
eines resistenten retroviralen Stammes selektiert. Ein retroviraler
Stamm wird als gegenüber
zwei Protease-Inhibitoren kreuzresistent betrachtet, wenn er gegenüber beiden
Inhibitoren resistent ist. Während
eine gewisse Kreuzresistenz toleriert werden kann, sollte vorzugsweise
bei den als Gruppe eingesetzten ausgewählten retroviralen Protease-Inhibitoren
keine Kreuz-Resistenz bestehen. Damit würde eine Variante (oder eine
mutierter Stamm) des Retrovirus, die als Ergebnis der Exposition
gegenüber
einem ersten retroviralen Protease-Inhibitor entstehen kann, immer
noch durch einen zweiten retroviralen Protease-Inhibitor gehemmt
oder die als Ergebnis der Exposition sowohl gegenüber einem
ersten als auch gegenüber
einem zweiten retroviralen Protease-Inhibitor entsteht, immer noch
durch einen dritten oder einen vierten retroviralen Protease-Inhibitor
gehemmt werden und so weiter.
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Ein
Vergleich der Kreuz-Resistenz-Profile zwischen verschiedenen Protease-Inhibitoren wird
durchgeführt
und es werden Verbindungen für
die Kombinationstherapie ausgewählt,
die vorzugsweise geringe oder keine Kreuz-Resistenz zeigen. Der
Arzneimittelresistenz-Phänotypus
kann unterteilt werden in keine Resistenz, geringgradige Resistenz
(weniger als etwa 10fache Verschiebung bei EC50 oder
EC90), mittelgradige Resistenz (etwa 10
bis etwa 100fache Verschiebung bei EC50 oder
EC90) und hochgradige Resistenz (größer als 100fache
Verschiebung bei EC50 und EC90).
Es wird erwartet, dass die Arzneimittelresistenz korreliert mit
einer reduzierten Wirkung auf die Virusbelastung des Patienten,
wenn die in vivo erreichbaren Inhibitor-Konzentrationen eine reduzierte
Proteasehemmwirkung auf das resistente Virus haben. Somit sind die
stärker
bevorzugten Kombinationen von Protease-Inhibitoren diejenigen, die
minimale Kreuz-Resistenzprofile (d.h. vorzugsweise nicht mehr als
mittelgradige Resistenz, stärker
bevorzugt nicht mehr als geringgradige Resistenz und am meisten
bevorzugt keine Resistenz) und maximale intrinsische Wirksamkeit
gegen den Wild-Typ und/oder gegenüber einem anderen Inhibitor
selektierte resistente Viren zeigen. Zum Beispiel sind die zur Verwendung
in Kombination mit einer ersten Verbindung bevorzugten Verbindungen
vorzugsweise gegen Virusstämme
wirksam, die eine mittelgradige, insbesondere bevorzugt eine hochgradige
Resistenz gegen die erste Verbindung aufweisen. Die Pharmakologie
und Toxikologie eines jeden Inhibitors und jeder Kombination sind
ebenfalls Faktoren bei der Auswahl von Inhibitoren für die Kombinationstherapie.
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Mehr
bevorzugt werden retrovirale Proteaseinhibitoren ausgewählt, wenn
mindestens ein gegen einen ersten retroviralen Proteaseinhibitor
resistenter Virusstamm und mindestens ein gegen einen zweiten retroviralen
Proteaseinhibitor resistenter Virusstamm unterschiedliche Aminosäuresubstitutionen
in der Peptidsequenz der Protease haben, die sich auf dieselbe Substratbindungsstelle
der Protease auswirken und zu der beobachteten Inhibitorresistenz
beitragen. Somit ist die Anzahl möglicher Aminosäuresubstitutionen
begrenzt, die in derselben Region der Protease auftreten können. Dies
ist insbesondere dann zutreffend, wenn die Region für die Aktivität, Wirksamkeit
und/oder Stabilität
des Enzyms kritisch ist.
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Dieses
Ereignis wurde in Bezug auf die hier genannten HIV-Protease-Inhibitoren
aus den Beispielen 1 und 2 beobachtet. Retrovirale Resistenz gegen
die Verbindung aus Beispiel 1 beruhte auf einer Punktmutation bei
Aminosäure
88 der HIV-Protease (Substitution von Asparagin 88 gegen Asparaginsäure 88).
Retrovirale Resistenz gegen die Verbindung aus Beispiel 2 beruhte
auf einer Punktmutation bei Aminosäure 88 der HIV-Protease (Substitution
von Asparagin 88 durch Serin 88). Einige Substitutionen bei Aminosäure 88 sind dafür bekannt,
dass sie zum Verlust der Enzymaktivität führen (Loeb et al., Nature 340,
387–400
(1989). Somit reduziert die Verabreichung beider HIV-Protease-Inhibitoren
aus den Beispielen 1 und 2 die Wahrscheinlichkeit einer weiteren
erfolgreichen Herausbildung eines resistenten Virusstamms mit Kreuz-Resistenz
gegen beide Inhibitoren wesentlich. Während 6 Behandlungswochen wurde
keine Resistenz gegenüber
beiden in Kombination verwendeten Inhibitoren im Vergleich zur Herausbildung
eines resistenten Phänotyps
gegen einen einzelnen Inhibitor im selben Zeitrahmen nachgewiesen.
Zusätzlich
zu Punktmutationen, die sich auf die Enzymaktivität auswirken,
können
andere Punktmutationen bei derselben Stammvariante auftreten, die
keine wesentliche Auswirkung auf die Enzymaktivität und/oder
die Resistenz haben.
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Alternativ
und insbesondere bevorzugt werden retrovirale Protease-Inhibitoren
ausgewählt,
wenn mindestens ein, gegen einen ersten retroviralen Protease-Inhibitor
resistenter Virusstamm eine erhöhte
Empfindlichkeit gegenüber
den zweiten Protease-Inhibitor hat oder wenn mindestens ein, gegen
einen zweiten retroviralen Protease-Inhibitor resistenter Virusstamm
eine erhöhte
Empfindlichkeit gegen den ersten Protease-Inhibitor hat.
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Repräsentative
retrovirale Protease-Inhibitoren, die zur Verwendung bei dem vorliegenden
Verfahren geeignet sind, beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein,
die in US-Patenten 5 482 947 (eingereicht am 15. November 1993),
5 750 648 (eingereicht am 3. Juni 1994), 5 750 648 (eingereicht
am 20. August 1993), 5 843 946 (eingereicht am 24. August 1993),
5 521 219 (eingereicht am 24. August 1993), 5 463 104 (eingereicht
am 24. August 1993), 6 060 476 (eingereicht am 2. März 1994),
5 614 522 (eingereicht am 20. May 1992), 5 708 004 (eingereicht
am 20. Mai 1992), 5 475 013 (eingereicht am 20. Mai 1992), 5 475
027 (eingereicht am 8. November 1993), 6 506 759 (eingereicht am
21. Mai 1992) und 5 514 801 (eingereicht am 29. Dezember 1992) und
in den PCT-Patenten mit den internationalen Veröffentlichungsnummern WO 94/10134
(eingereicht am 29. Oktober 1993), WO 94/10133 (eingereicht am 29.
Oktober 1993) und WO 94/10136 (eingereicht am 29. Oktober 1993)
derselben Inhaber offenbarten und beschrieben. Zusätzliche
retrovirale, zur Verwendung mit dem vorliegenden Verfahren geeignete
Protease-Inhibitoren
beinhalten, ohne darauf beschränkt
zu sein, die in dem US-Patent 5 157 041,
EP 346 847 , US-Patent 5 717 097 (eingereicht
am 15. Mai 1992), WO 93/09096, Tet. Lett. 35, 673-66 (1994), Proc.
Natl. Acad. Sci. USA 91, 4096–4100
(1994), Y. N. Wong et al., Biopharm & Drug Dispos. 15, 535–544 (1994),
M.L. West und D.P. Fairlie, Trends Pharmacol. Sci. 16, 67–75 (1995)
und S. Thaisrivongs, „HIV
Protease Inhibitors",
Ann. Reports Med. Che., Vol. 29, Kapitel 14, S. 133–144 (1994)
(Academic Press, J. Bristol, Ed.,) offenbarten und beschriebenen.
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Ohne
dies weiter auszuführen
wird angenommen, dass der Fachmann unter Verwendung der vorangegangenen
Beschreibung die vorliegende Erfindung in ihrem weitesten Ausmaß anwenden
kann. Die folgenden bevorzugten speziellen Ausführungsformen sollen keine erschöpfende Beschreibung
aller möglichen
Verbindungskombinationen, sondern einfach Beispiele für Arzneimittelkombinationen
bereitstellen, von denen angenommen wird, dass sie wirksam sind. Ähnliche
Tests dieser und weiterer Protease-Inhibitoren unter Verwendung
viraler Isolate, ohne dass diese auf die unten aufgelisteten beschränkt sind,
können
helfen, geeignete Arzneimittelkombinationen zu identifizieren.
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[1S-[1R*(R*),2S*]]-N1-[3-[[[(1,1-Dimethylethyl)amino]carbonyl](2-methylpropyl)amino]-2-hydroxy-1-(phenylmethyl)propyl]-2-[(2-chinolinylcarbonyl)amino]butandiamid
kann gemäß den in
den US-Patenten 5 482 947 (eingereicht am 15. November 1993) und
5 872 298 (eingereicht am 23. November 1993) derselben Inhaber offenbarten
Verfahren hergestellt werden.
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(2R,3S)-3-(N-Methylaminoacetyl-L-tert-butylglycinyl)amino-1-(N-isoamyl-N-(tert-butylcarbamoyl))amino-4-phenyl-2-butanol
kann gemäß den in
den US-Patenten 5 750 648 (eingereicht am 20. August 1993) und 5
872 298 (eingereicht am 23. November 1993) derselben Inhaber offenbarten
Verfahren hergestellt werden.
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[2R-Hyroxy-3-[[(4-methoxyphenyl)sulfonyl](2-methylpropyl)amino]-1S-(phenylmethyl)propyl]carbaminsäure-5-pyrimidylmethylester
kann gemäß den in
den US-Patenten 5 843 946 (eingereicht am 24. August 1993) und 5
872 298 (eingereicht am 23. November 1993) derselben Inhaber offenbarten
Verfahren hergestellt werden.
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[1S-[1R*(R*),2S*]]-N-[2-Hydroxy-3-[N1-(2-methylpropyl)-N1-(4-methoxyphenylsulfonyl)amino]-1-(phenylmethyl)propyl]-2-methyl-3-(methylsulfonyl)propanamid
kann gemäß den in
den US-Patenten 5 521 219 (eingereicht am 24. August 1993) und 5
872 298 (eingereicht am 23. November 1993) derselben Inhaber offenbarten
Verfahren hergestellt werden.
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N-(2(R)-Hydroxy-1-(S)-indanyl)-2(R)-phenylmethyl-4(S)-hydroxy-5-(1-(4-(3-pyridylmethyl)-2(S)-N'-(t-butylcarboxamido)piperazinyl))pentanamid
(L-735 524) kann gemäß den in
dem US-Patent 5 717 097 (eingereicht am 15. Mai 1992), in WO 93/09096,
in Tet. Lett. 35, 673–676
(1994) und in Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91, 4096–4100 (1994)
offenbarten Verfahren hergestellt werden.
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N-tert-Butyldecahydro-2-[2(R)-hydroxy-4-phenyl-3(S)-[[N-(2-chinolylcarbonyl)-L-asparaginyl]amino]butyl]-(4aR,8aS)-isochinolin-3(S)-carboxamid
(Ro 31–8959)
kann gemäß den in
US-Patent 5 157 041 offenbarten Verfahren hergestellt werden.
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[1S-[1R*[R*],2S*]]-N1-[3-[[[(1,1-Dimethylethyl)amino]carbonyl](3-methylbutyl)amino]-2-hydroxy-1-(phenylmethyl)propyl]
-2[(2-chinolinylcarbonyl)amino]butandiamid kann gemäß den in
den US-Patenten 5 482 947 (eingereicht am 15. November 1993) und
5 872 298 (eingereicht am 23. November 1993) derselben Inhaber offenbarten
Verfahren hergestellt werden.
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N-[3-[N2-[N1-(1,1-Dimethylethyl)aminosulfonyl]-N2-(2-methylpropyl)amino]-2R-hydroxy-1S-(phenylmethyl)propyl]-2S-[(2-chinolinylcarbonyl)amino]butandiamid
kann gemäß den in
dem PCT-Patent mit der internationalen Veröffentlichungsnummer WO 94/10134
(eingereicht am 29. Oktober 1993) und dem US-Patent 5 872 298 (eingereicht
am 23. November 1993) derselben Inhaber offenbarten Verfahren hergestellt
werden.
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(2S,3R,4S,5S)-2,5-Bis-[N-[N-[[N-Methyl-N-(2-pyridinylmethyl)amino]carbonyl]valinyl]amino]-3,4-dihydroxy-1,6-diphenylhexan
(A-77003) kann gemäß den in
J. Med. Chem 36, 320–330,
(1993) offenbarten Verfahren hergestellt werden.
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(2S,3S,5S)-5-[N-[N-[N-Methyl-N-[(2-isopropyl-4-thiazolyl)methyl]amino]carbonyl]valinyl]amino]-2-[N-[(5-thiazolyl)methoxycarbonyl]amino]-3-hydroxy-1,6-diphenylhexan
(A-84538, ABT-538) kann gemäß den in
dem PCT-Patent mit der internationalen Veröffentlichungsnummer WO 94/14436
(eingereicht am 16: Dezember 1993) offenbarten Verfahren hergestellt
werden.
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[2R-Hydroxy-3-[[(4-aminophenyl)sulfonyl](2-methylpropyl)amino]-1S-(phenylmethyl)propyl]carbaminsäure-3S-tetrahydrofuranylester
(VX-478) kann gemäß den in
der PCT-Patentanmeldung mit der internationalen Veröffentlichungsnummer
WO 94/05639 (eingereicht am 7. September 1993) offenbarten Verfahren
hergestellt werden.
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N-tert-Butyldecahydro-2-[2(R)-hydroxy-4-(phenylthio)-3(S)-[[N-[(2-methyl-3-hydroxyphenyl)carbonyl]amino]butyl]-(4aR,8aS)-isochinolin-3(S)-carboxamid
(AG-1343, AG-1350)
kann gemäß den in
Bioorg. & Med.
Chem. Let. 5, 715–720,
5, 721–726
und 5, 727–732
(1995) offenbarten Verfahren hergestellt werden. Insbesondere kann
der HOBT-aktive Ester von 3-Hydroxy-2-methylbenzoesäure (Bioorg. & Med. Chem. Let.
5, 727–732 (1995))
an N-tert-Butyldecahydro-2-[2(R)-hydroxy-4-(phenylthio)-3(S)-aminobutyl]-(4aR,8aS)-isochinolin-3(S)-carboxamid
(Bioorg. & Med.
Chem. Let. 5, 715–720,
(1995)) gekoppelt werden.
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[4R-(4α,5α,6β,7β]-1,3-bis[(3-Aminophenyl)methyl]hexahydro-5,6-dihydroxy-4,7-bis(phenylmethyl)-2H-1,3-diazepin-2-on
(DMP-450, XM-412) kann gemäß den in
der PCT-Patentanmeldung WO 93/07128 offenbarten Verfahren hergestellt
werden. Insbesondere werden 3-Nitrophenylmethylhalogenide wie zum
Beispiel 3-Nitrophenylmethylchlorid oder -bromid mit dem Hydroxy-geschützten Derivat
von [4R-(4α,5α,6β,7β)]-Hexahydro-5,6-dihydroxy-4,7-bis(phenylmethyl)-2H-1,3-diazepin-2-on
umgesetzt, gefolgt von Entschützen
der Hydroxy-Gruppen (s. WO 93/07128) und Reduktion der Hydroxy-Gruppen
zu den Aminogruppen. Solche Reduktionen können unter Verwendung von dem
Fachmann gut bekannten Standardverfahren erreicht werden.
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Herstellung von N-[2R-Hydroxy-3-[[(1,3-benzodioxol-5-yl)sulfonyl](2-methylpropyl)amino]-1S-(phenylmethyl)propyl]-2S-[[pyrrolidin-1-yl)acetyl]amino]-3,3-dimethylbutanamid
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Teil A: Herstellung von
1,3-Benzodioxol-5-sulfonylchlorid
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Zu
einer Lösung
von 4,25 g wasserfreiem N,N-Dimethylformamid wurden bei 0°C unter Stickstoff
7,84 g Sulfurylchlorid gegeben, woraufhin sich ein Feststoff bildete.
Nach Rühren
während
15 min wurden 6,45 g 1,3-Benzodioxol zugegeben und die Mischung
während
2 h auf 100°C
erwärmt.
Das Reaktionsgemisch wurde abgekühlt,
in Eiswasser geschüttet,
mit Methylenchlorid extrahiert, über
Magnesiumchlorid getrocknet, filtriert und eingeengt, wodurch 7,32
g Rohmaterial als schwarzer Feststoff entstanden. Dieser wurde über Kieselgel unter
Verwendung von 20% Methylenchlorid/Hexan chromatographisch gereinigt,
wodurch 1,9 g (1,3-Benzodioxol-5-yl)sulfonylchlorid bereitgestellt
wurden.
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Alternativ
wurde Schwefeltrioxid-DMF-Komplex (2778 g, 18,1 Mol) in einen mit
einem mechanischen Rührer,
einem Kühlkondensator,
einem Wärmemantel
und einem Druckausgleichstropftrichter ausgestatteten 22 l Rundkolben
gegeben. Dichlorethan (4 l) wurde zugegeben und mit dem Rühren begonnen.
1,3-Benzodioxol (1905 g, 15,6 Mol) wurden dann über den Tropftrichter über einen
Zeitraum von 5 min zugegeben. Die Temperatur wurde dann auf 75°C erhöht und während 22
h gehalten (NMR zeigte, dass die Reaktion nach 9 h abgeschlossen
war). Das Reaktionsgemisch wurde auf 26°C abgekühlt und Oxalylchlorid (2290
g, 18,1 Mol) in einem solchen Ausmaß zugegeben (1,5 h), dass die
Temperatur unter 40°C
gehalten wurde. Die Reaktionsmischung wurde während 5 h auf 67°C erwärmt, gefolgt
von Abkühlen
auf 16°C
in einem Eisbad. Die Reaktionsmischung wurde mit Wasser (5 l) in
einem solchen Ausmaß abgeschreckt,
dass die Temperatur unter 20°C gehalten
wurde. Nachdem die Wasserzugabe vollständig war, wurde die Mischung
während
10 min gerührt. Die
Schichten wurden getrennt und die organische Phase zweimal mit Wasser
gewaschen (5 l). Die organische Phase wurde mit Magnesiumsulfat
(500 g) getrocknet und zum Entfernen des Trockenmittels filtriert.
Das Lösungsmittel
wurde im Vakuum bei 50°C
entfernt. Die resultierende warme Lösung wurde zum Abkühlen stehengelassen,
wobei sich ein Feststoff zu bilden begann. Nach einer Stunde wurde
der Feststoff mit Hexan (400 ml) gewaschen, filtriert, und getrocknet,
um das gewünschte
Sulfonylchlorid (2823 g) bereitzustellen. Das mit Hexan gewaschene
Material wurde eingeengt und der resultierende Feststoff mit 400
ml Hexan gewaschen, um zusätzliches
Sulfonylchlorid (464 g) bereitzustellen. Die Gesamtausbeute war
3287 g (95,5% bezogen auf 1,3-Benzodioxol).
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Teil B: Herstellung von
2S-[Bis(phenylmethyl)amino]-3-phenylpropanol
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VERFAHREN 1: 2S-[Bis(phenylmethyl)amino]-3-phenylpropanol
aus der DIBAL-Reduktion von N,N-Bis(phenylmethyl)-L-phenylalaninphenylmethylester
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Schritt
1: Eine Lösung
von L-Phenylalanin (50,0 g, 0,302 Mol), Natriumhydroxid (24,2 g,
0,605 Mol) und Kaliumcarbonat (83,6 g, 0,605 Mol) in Wasser (500
ml) wurde auf 97°C
erwärmt.
Benzylbromid (108,5 ml, 0,605 Mol) wurde dann langsam zugegeben
(Zugabezeit – 25
min). Die Mischung wurde bei 97°C
während
30 min unter Stickstoffatmosphäre
gerührt.
Die Lösung
wurde auf Raumtemperatur abgekühlt
und mit Toluol (2 × 250
ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden mit Wasser
und Kochsalzlösung
gewaschen, über
Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und zu einem Öl eingeengt.
N,N-Bis(phenylmethyl)-L-phenylalaninphenylmethylester kann über Säulenchromatographie
gereinigt werden (Kieselgel, 15% Ethylacetat/Hexan). Üblicherweise
ist das Produkt rein genug, um direkt im nächsten Schritt ohne weitere
Reinigung eingesetzt zu werden (EIMS: m/z 434 (M-1).
-
Schritt
2: Der benzylierte Phenylalaninphenylmethylester (0,302 Mol) aus
der vorigen Reaktion wurde in Toluol (750 ml) gelöst und auf –55°C abgekühlt. Ein
1,5 M Lösung
von DIBAL in Toluol (443,9 ml. 0,666 Mol) wurde in einem solchen
Ausmaß zugegeben
(Zugabezeit – 1
h), dass die Temperatur zwischen –55°C und –50°C gehalten wurde. Die Mischung
wurde während
20 min unter Stickstoffatmosphäre
gerührt
und dann bei –55°C durch langsame
Zugabe von Methanol (37 ml) abgeschreckt. Die kalte Lösung wurde
dann in kalte (5°C) 1,5
n HCl-Lösung
(1,8 l) geschüttet.
Der präzipitierte
Feststoff (etwa 138 g) wurde abfiltriert und mit Toluol gewaschen.
Das feste Material wurde in einer Mischung aus Toluol (400 ml) und
Wasser (100 ml) suspendiert. Die Mischung wurde auf 5°C abgekühlt, mit
2,5 n NaOH (186 ml) behandelt und dann bei Raumtemperatur gerührt, bis
sich der Feststoff auflöste.
Die Toluol-Phase wurde von der wässrigen
Phase getrennt und mit Wasser und Kochsalzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat
getrocknet, filtriert und zu einem Volumen von 75 ml (89 g) eingeengt.
Ethylacetat (25 ml) und Hexan (25 ml) wurden zu dem Rückstand
gegeben, woraufhin das gewünschte Alkoholprodukt
auszukristallisieren begann. Nach 30 min wurden zusätzliche
50 ml Hexan zugegeben, um weitere Kristallisation zu fördern. Der
Feststoff wurde abfiltriert und mit 50 ml Hexan gewaschen, wodurch
34,9 g einer ersten Produkternte erhalten wurden. Ein zweite Produkternte
(5,6 g) wurde durch erneute Filtration der Mutterlauge isoliert.
Die beiden Ernten wurden vereinigt und aus Ethylacetat (20 ml) und Hexan
(30 ml) umkristallisiert, wodurch 40 g 2S-[Bis(phenylmethyl]amino]-3-phenylpropanol, 40%
Ausbeute von L-Phenylalanin. Analyse berechnet für C23H25ON: C 83,34, H 7,6, N 4,23. Gefunden: C
83,43, H 7,59, N 4,22.
-
VERFAHREN 2: Herstellung
von βS-2-[Bis(phenylmethyl)amino]benzolpropanol
durch N,N-Dibenzylierung von L-Phenylalaninol
-
L-Phenylalaninol
(176,6 g, 1,168 Mol) wurde zu einer gerührten Lösung von Kaliumcarbonat (484,6
g, 3,506 Mol) in 710 ml Wasser gegeben. Die Mischung wurde auf 65°C unter einer
Stickatmosphäre
erwärmt. Eine
Lösung
aus Benzylbromid (400 g, 2,339 Mol) in 3A Ethanol wurde in einem
solchen Ausmaß zugegeben, dass
die Temperatur zwischen 60 bis 68°C
gehalten wurde. Die zweiphasige Lösung wurde bei 65°C während 55
min gerührt
und dann unter kräftigem
Rühren
zum Abkühlen
auf 10°C
stehengelassen. Das ölige
Produkt verfestigte sich zu kleinen Körnchen. Das Produkt wurde mit
2,0 l Leitungswasser verdünnt
und während
5 min gerührt,
um die anorganischen Nebenprodukte aufzulösen. Das Produkt wurde durch
Filtration unter reduziertem Druck isoliert und mit Wasser gewaschen,
bis der pH 7 war. Das erhaltene Rohprodukt wurde aus 1,1 l Ethylacetat/Heptan
(1:10) umkristallisiert. Das Produkt wurde durch Filtration (bei –8°C) isoliert,
mit 1,6 l kaltem (–10°C) Ethylacetat/Heptan
(1:10) gewaschen und luftgetrocknet, wodurch 339 g (88% Ausbeute)
2S-[Bis(phenylmethyl)amino]-3-phenylpropanol erhalten wurden, Smp
= 71,5 bis 73,0°C.
-
Teil C: Herstellung von
2S-[Bis(phenylmehtyl)amino]-3-phenylpropanaldehyd
-
VERFAHREN
1: 2S[Bis(phenylmethyl)amino]-3-phenylpropanol (200 g, 0,604 Mol)
wurden in Triethylamin aufgelöst
(300 ml, 2,15 Mol). Die Mischung wurde auf 12°C abgekühlt und eine Lösung von
Schwefeltrioxid/Pyridin-Komplex (380 g, 2,39 Mol) in DMSO (1,6 1)
in einem solchen Ausmaß zugegeben,
dass die Temperatur zwischen 8 bis 17°C gehalten wurde. Die Lösung wurde
bei Raumtemperatur unter einer Stickstoffatmosphäre während 1,5 h gerührt. Die
Reaktionsmischung wurde mit Eiswasser abgekühlt und mit 1,6 l kaltem Wasser
(10 bis 15°C)
während
45 min abgeschreckt. Die resultierende Lösung wurde mit Ethylacetat
(2,0 l) extrahiert, mit 5% Zitronensäure (2,0 l) und Kochsalzlösung (2,2
l) gewaschen, über
MgSO4 (280 g) getrocknet und filtriert.
Das Lösungsmittel
wurde im Vakuum entfernt und dann im Vakuum getrocknet, wodurch
198,8 g 2S-[Bis(phenylmethyl)amino]-3-phenylpropanaldehyd als blassgelbes Öl (99,9%)
erhalten wurden. Das erhaltene Rohprodukt war rein genug, um direkt
im nächsten
Schritt ohne Reinigung verwendet zu werden.
-
VERFAHREN
2: Ein Lösung
aus Oxalylchlorid (8,4 ml, 0,096 Mol) in Dichlormethan (240 ml)
wurde auf –74°C abgekühlt. Eine
Lösung
von DMSO (12,0 ml, 0,155 Mol) in Dichlormethan (50 ml) wurde dann
langsam in einem solchen Ausmaß zugegeben,
dass die Temperatur bei –74°C gehalten
wurde (Zugabezeit ~ 1,25 h). Die Mischung wurde während 5
min gerührt,
gefolgt von der Zugabe einer Lösung
von 2S-[Bis(phenylmethyl)amino]-3-phenylpropanol
(0,074 Mol) in 100 ml Dichlormethan (Zugabezeit –20 min, Temp. –75°C bis –68°C). Die Lösung wurde
bei –78°C während 35
min unter Stickstoffatmosphäre
gerührt.
Triethylamin (41,2 ml, 0,295 Mol) wurde dann während 10 min zugegeben (Temp. –78°C bis –68°C), woraufhin
das Ammoniumsalz präzipitierte.
Die kalte Mischung wurde während
30 min gerührt
und dann Wasser (225 ml) zugegeben. Die Dichlormethan-Phase wurde
von der wässrigen
Phase abgetrennt, mit Wasser und Kochsalzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat
getrocknet, filtriert und eingeengt. Der Rückstand wurde mit Ethylacetat
und Hexan verdünnt
und dann zur weiteren Entfernung des Ammoniumsalzes filtriert. Das
Filtrat wurde eingeengt, wodurch 2S-[Bis(phenylmethyl)amino]-3-phenylpropanaldehyd
erhalten wurden. Der Aldehyd wurde im nächsten Schritt ohne Reinigung
eingesetzt.
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VERFAHREN
3: Zu einer Mischung aus 1,0 g (3,0 mMol) 2S-(Bis(phenylmethyl)amino]-3-phenylpropanol
(0,531 g, 4,53 mMol) von N-Methylmorpholin, 2,27 g Molekularsieb
(4A) und 9,1 ml Acetonitril wurden 53 mg (0,15 mMol) Tetrapropyl-ammoniumperruthenat
(TPAP) gegeben. Die Mischung wurde während 40 min bei Raumtemperatur
gerührt
und unter reduziertem Druck eingeengt. Der Rückstand wurde in 15 ml Ethylacetat
suspendiert und durch ein Kieselgelkissen filtriert. Das Filtrat
wurde unter reduziertem Druck eingeengt, wodurch ein etwa 50% 2S-[Bis(phenylmethyl)amino]-3-phenylpropanaldehyd
enthaltendes Produkt als blassgelbes Öl erhalten wurde.
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VERFAHREN
4: Zu einer Lösung
aus 1,0 g (3,02 mMol) 2S-[Bis(phenylmethyl)amino]-3-phenylpropanaldehyd
in 9,0 ml Toluol wurden 4,69 mg (0,03 mMol) 2,2,6,6-Tetramethyl-1-piperidinyloxy,
freies Radikal (TEMPO), 0,32 g (3,11 mMol) Natriumbromid, 9,0 ml
Ethylacetat und 1,5 ml Wasser gegeben. Die Mischung wurde auf 0°C abgekühlt und
eine wässrige
Lösung
von 2,87 ml 5% Haushaltsbleiche enthaltend 0,735 g (8,75 mMol) Natriumbicarbonat
und 8,53 ml Wasser wurde langsam während 25 min zugegeben. Die
Mischung wurde bei 0°C
während
60 min gerührt.
Es erfolgten zwei weitere Zugaben (jeweils 1,44 ml) von Bleiche,
gefolgt von Rühren
während
10 min. Die wässrige
Phase wurde zweimal mit 20 ml Ethylacetat extrahiert. Die vereinigte
organische Phase wurde mit 4,0 ml einer 25 mg Kaliumiodid und Wasser
(4,0 ml) enthaltenden Lösung, 20
ml 10% Natriumthiosulfatlösung
und dann mit Kochsalzlösung
gewaschen. Die organische Lösung
wurde über
Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter reduziertem Druck
eingeengt, wodurch 1,34 g eines eine kleine Menge des gewünschten
Aldehyd-Produktes 2S-[Bis(phenylmethyl)amino]-3-phenylpropanaldehyd
enthaltenden Rohöls
erhalten wurde.
-
Teil D: Herstellung von
N,N-Dibenzyl-3(S)-amino-1,2-(S)-epoxy-4-phenylbutan
-
VERFAHREN
1: Eine Lösung
von 2S-[Bis(phenylmethyl)amino]-3-phenylpropanaldehyd (191,7 g, 0,58
Mol) und Chloriodmethan (56,4 ml, 0,77 Mol) in Tetrahydrofuran (1,8
l) wurde in einem Reaktor aus rostfreiem Stahl unter einer Stickstoffatmosphäre auf –30°C bis –35°C abgekühlt. Eine
Lösung
von n-Butyllithium in Hexan (1,6 M, 365 ml, 0,58 Mol) wurde dann
in einem solchen Ausmaß zugegeben,
dass die Temperatur unter –25°C gehalten
wurde. Nach der Zugabe wurde die Mischung bei –30°C bis –35°C während 10 min gerührt. Weitere
Zugaben von Reagenzien wurden in der folgenden Weise durchgeführt: (1)
zusätzliches
Chloriodmethan (17 ml) wurde zugegeben, gefolgt von n-Butyllithium
(110 ml) bei < –25°C. Nach der
Zugabe wurde die Mischung bei –30°C bis –35°C während 10
min gerührt.
Dies wurde einmal wiederholt. (2) Zusätzliches Chloriodmethan (8,5
ml, 0,11 Mol) wurde zugegeben, gefolgt von n-Butyllithium (55 ml,
0,088 Mol) bei < –25°C. Nach der
Zugabe wurde die Mischung bei –30°C bis –35°C während 10
min gerührt.
Diese wurde 5mal wiederholt. (3) Zusätzliches Chloriodmethan (8,5
ml, 0,11 Mol) wurde zugegeben, gefolgt von n-Buthyllithium (37 ml,
0,059 Mol) bei < –25°C. Nach der
Zugabe wurde die Mischung bei –30°C bis –35°C während 10
min gerührt.
Dies wurde einmal wiederholt. Die externe Kühlung wurde beendet und die
Mischung während
4 bis 16 h auf Raumtemperatur erwärmt, wenn Dünnschichtchromatographie (Kieselgel,
20% Ethylacetat/Hexan) zeigte, dass die Reaktion vollständig war.
Die Reaktionsmischung wurde auf 10°C abgekühlt und mit 1452 g 16% Ammoniumchlorid-Lösung abgeschreckt,
wobei die Temperatur unter 23°C
gehalten wurde. Die Mischung wurde während 10 min gerührt und
die organische und die wässrige
Phase getrennt. Die wässrige
Phase wurde mit Ethylacetat (2 × 500
ml) extrahiert. Die Ethylacetat-Phase wurde mit der Tetrahydrofuran-Phase
vereinigt. Die vereinigte Lösung
wurde über
Magnesiumsulfat (220 g) getrocknet, filtriert und im Vakuum eingeengt.
Der braune Ölrückstand
wurde bei 70°C
im Vakuum (0,8 bar) während
1 h getrocknet, wodurch 222,8 g Rohmaterial erhalten wurden. Das
Rohprodukt wird üblicherweise
direkt ohne Reinigung im nächsten
Schritt eingesetzt.
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VERFAHREN
2: Eine Lösung
des Rohaldehyds (0,074 Mol) und Chloriodmethan (7,0 ml, 0,096 Mol) in
Tetrahydrofuran (285 ml) wurde unter Stickstoffatmosphäre auf –78°C abgekühlt. Eine
1,6 M Lösung
n-Butyllithium in Hexan (25 ml, 0,040 Mol) wurde dann in einem solchen
Ausmaß zugegeben,
dass die Temperatur bei –75°C gehalten
wurde. Nach der ersten Zugabe wurde zusätzliches Chloroidomethan (1,6
ml, 0,022 Mol) zugegeben, gefolgt von n-Butyllithium (23 ml, 0,037
Mol), wobei die Temperatur bei –75°C gehalten
wurde. Die Mischung wurde während
15 min gerührt.
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Jedes
der Reagenzien Chloriodmethan (0,70 ml, 0,010 Mol) und n-Butyllithium
(5 ml, 0,008 ml) wurde 4 weitere Male während 45 min bei –75°C zugegeben.
Das Kühlbad
wurde dann entfernt und die Lösung
während
1,5 h auf 22°C
erwärmt.
Die Mischung wurde in 300 ml gesättigte,
wässrige
Ammoniumchlorid-Lösung gegossen.
Die Tetrahydrofuran-Phase wurde entfernt. Die wässrige Phase wurde mit Ethylacetat
(1 × 300
ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden mit Kochsalzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat
getrocknet, filtriert und eingeengt, wodurch ein braunes Öl (27,4
g) erhalten wurde. Das Produkt konnte ohne Reinigung im nächsten Schritt
eingesetzt werden.
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VERFAHREN
3: Eine Lösung
von 2S-Bis(phenylmethyl)amino]-3-phenylpropanaldehyd (178,84 g, 0,54
Mol) und Bromchlormethan (46 ml, 0,71 Mol) in Tetrahydrofuran (1,8
l) wurden auf –30
bis –35°C in einem Reaktor
aus rostfreiem Stahl unter einer Stickstoffatmosphäre abgekühlt. Eine
Lösung
von n-Butyllithium in Hexan (1,6 M, 340 ml, 0,54 Mol) wurde dann
in einem solchen Ausmaß zugegeben,
dass die Temperatur unter –25°C gehalten
wurde. Nach der Zugabe wurde die Mischung bei –30°C bis –35°C während 10 min gerührt. Weitere
Zugaben von Reagenzien wurden in der folgenden Weise durchgeführt: (1)
zusätzliches
Bromchlormethan (14 ml) wurde zugegeben, gefolgt von n-Butyllithium
(102 ml) bei < –25°C. Nach der
Zugabe wurde die Mischung bei –30
bis –35°C während 10
min gerührt.
Dies wurde einmal wiederholt. (2) Zusätzliches Bromchlormethan (7
ml, 0,11 Mol) wurde zugegeben, gefolgt von n-Butyllithium (51 ml,
0,082 Mol) bei < –25°C. Nach der
Zugabe wurde die Mischung während
10 min bei –30
bis –35°C gerührt. (3)
Zusätzliches
Bromchlormethan (7 ml, 0,11 Mol) wurde zugegeben, gefolgt von n-Buthyllithium (51
ml, 0,082 Mol) bei < –25°C. Nach der
Zugabe wurde die Mischung bei –30
bis –35°C während 10
min gerührt.
Dies wurde einmal wiederholt. Die externe Kühlung wurde beendet und die
Mischung während
4 bis 16 h auf Raumtemperatur erwärmt, wenn Dünnschichtchromatographie (Kieselgel,
20% Ethylacetat/Hexan) zeigte, dass die Reaktion vollständig war.
Die Reaktionsmischung wurde auf 10°C abgekühlt und mit 1452 g 16% Ammoniumchlorid-Lösung abgeschreckt,
wobei die Temperatur unter 23°C
gehalten wurde. Die Mischung wurde während 10 min gerührt und
die organische und die wässrige
Phase getrennt. Die wässrige
Phase wurde mit Ethylacetat (2 × 500
ml) extrahiert. Die Ethylacetat-Phase wurde mit der Tetrahydrofuran-Phase
vereinigt. Die vereinigte Lösung
wurde über
Magnesiumsulfat (220 g) getrocknet, filtriert und im Rotationsverdampfer
bei 65°C
eingeengt. Der braune Ölrückstand wurde
bei 70°C
im Vakuum (0,8 bar) während
1 h getrocknet, wodurch 222,8 g Rohmaterial erhalten wurden.
-
Teil E: Herstellung von
N-[3(S)-[N,N-Bis(phenylmethyl)amino]-2(R)-hydroxy-4-phenylbutyl]-N-isobutylamin·Oxalsäuresalz
-
Schritt
1: Zu einer Lösung
rohen N,N-Dibenzyl-3(S)-amino-1,2(S)-epoxy-4-phenylbutans (388,5
g, 1,13 Mol) in Isopropanol (2,7 l) (oder Ethylacetat) wurde Isobutylamin
(1,7 kg, 23,1 Mol) während
2 min gegeben. Die Temperatur erhöhte sich von 25°C auf 30°C. Die Lösung wurde
auf 82°C
erwärmt
und bei dieser Temperatur während
1,5 h gerührt.
Die warme Lösung
wurde im Vakuum eingeengt. Der braune Ölrückstand wurde im Vakuum (0,8
mm Hg) während
16 h getrocknet, wodurch 450 g des Produkts als rohes Öl erhalten
wurden.
-
Schritt
2: Zu einer Lösung
von Oxalsäure
(8,08 g, 89,72 mMol) in Methanol (76 ml) wurde eine Lösung rohen
3(S)-[N,N-Bis(phenylmethyl)amino]-1-(2-methylpropyl)amino-4-phenylbutan-2(R)-ols
in Ethylacetat (90 ml) während
15 min zugegeben. Die Mischung wurde bei Raumtemperatur während etwa
2 h gerührt.
Der Feststoff wurde durch Filtration isoliert, mit Ethylacetat (2 × 20 ml)
gewaschen und im Vakuum für
etwa 1 h getrocknet, wodurch 21,86 g eines 97% diastereomer-reinen
Salzes erhalten wurden.
Smp: 174,99°C, Mikroanalyse: Berechnet:
C 71,05%, H 7,50%, N 5,53 %. Gefunden: C 71,71 %, H 7,75%, N 5,39%.
-
Alternativ
wurde rohes 3(S)-[N,N-Bis(phenylmethyl)amino]-1-(2-methylpropyl)amino-4-phenylbutan-2(R)-ol
(5 g) in Methyl-tert-butylether (MTBE) (10 ml) gelöst und Oxalsäure (1 g)
in Methanol (4 ml) zugegeben. Die Mischung wurde während 2
h gerührt.
Der resultierende Feststoff wurde filtriert, mit kaltem MTBE gewaschen
und getrocknet, wodurch 2,1 g eines weißen, etwa 98,9% diastereomer-reinen
Feststoffs erhalten wurden (basierend auf den HPLC-Peakflächen).
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Teil F: Herstellung von
1-[N-[(1,3-Benzodioxol-5-yl)sulfonyl]-N-(2-methylpropyl)amino]-3(S)-[N,N-bis(phenylmethyl)amino]-4-phenyl-2(R)-butanol
-
Zu
N-[3(S)-[N,N-Bis(phenylmethyl)amino]-2(R)-hydroxy-4-phenylbutyl]-N-isobutylamin·Oxalsäuresalz
(354,7 g, 0,7 Mol) in 1,4-Dioxan (2000 ml) wurde eine Lösung von
Kaliumcarbonat (241,9 g, 1,75 Mol) in Wasser (250 ml) gegeben. Die
Mischung wurde während
2 h bei Raumtemperatur gerührt,
gefolgt von der Zugabe von 1,3-Benzodioxol-5-sulfonylchlorid
(162,2 g, 0,735 Mol) in 1,4-Dioxan (250 ml) während 15 min. Die Reaktionsmischung
wurde während
18 h bei Raumtemperatur gerührt.
Ethylacetat (1000 ml) und Wasser (500 ml) wurden zugegeben und das
Rühren
für eine
weitere Stunde fortgesetzt. Die wässrige Phase wurde abgetrennt
und weiter mit Ethylacetat (200 ml) extrahiert. Die vereinigten
Ethylacetat-Phasen wurden mit 25%iger Kochsalzlösung (500 ml) gewaschen und über wasserfreiem
Magnesiumsulfat getrocknet. Nach Filtrieren und Waschen des Magnesiumsulfats
mit Ethylacetat (200 ml) wurde das Lösungsmittel im Vakuum entfernt,
wodurch das gewünschte
Sulfonamid als viskoses, gelbes, schaumiges Öl erhalten wurde (440,2 g,
105% Ausbeute). HPLC/MS (Elektrospray) (m/z 601 [M+H]+).
-
Alternativ
wurden N-[3(S)-[N,N-Bis(phenylmethyl)amino]-2(R)-hydroxy-4-phenylbutyl]-N-isobutylamin·Oxalsäuresalz
(2800 g, 5,53 Mol) und THF (4 l) in einen mit einem mechanischen
Rührer
ausgestatteten 22 l Rundkolben gegeben. Kaliumcarbonat (1921 g,
13,9 Mol) wurde in Wasser (2,8 l) gelöst und zu der THF-Aufschlämmung gegeben.
Die Mischung wurde dann während
1 h gerührt.
1,3-Benzodioxol-5-sulfonylchlorid (1281 g, 5,8 Mol) wurden in THF
(1,4 l) gelöst
und während
25 min zu der Reaktionslösung
gegeben. Zusätzliche
200 ml THF wurden verwendet, um den Zugabetrichter zu spülen. Die
Reaktionsmischung wurde unter Rühren
weitere 14 h stehengelassen und dann Wasser (4 l) zugegeben. Diese
Mischung wurde während 30
min gerührt
und dann zur Phasentrennung stehengelassen. Die Phasen wurde entfernt
und die wässrige Phase
zweimal mit THF (500 ml) gewaschen. Die vereinigten THF-Phasen wurden
mit Magnesiumsulfat (500 g) während
1 h getrocknet. Diese Lösung
wurde dann zur Entfernung des Trockenmittels filtriert und in den folgenden
Reaktionen eingesetzt.
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Teil G: Herstellung von
1-[N-[(1,3-Benzodioxol-5-yl)sulfonyl]-N-(2-methylpropyl)amino]-3(S)-amino-4-phenyl-2(R)-butanol·Methansulfonsäuresalz
-
Rohes
1-[N-[(1,3-Benzodioxol-5-yl)sulfonyl]-N-(2-methylpropyl)amino]-3(S)-[bis(phenylmethyl)amino]-4-phenyl-2(R)-butanol
(6,2 g, 0,010 Mol) wurde in Methanol (40 ml) gelöst. Methansulfonsäure (0,969
g, 0,010 Mol) und Wasser (5 ml) wurden dann zu der Lösung gegeben.
Die Mischung wurde in eine 20% Pd(OH)2 auf
Kohlenstoff (255 mg, 50% Wassergehalt) enthaltende 500 ml Parr-Hydrierungsflasche
eingebracht. Die Flasche wurde in die Hydrierungsvorrichtung eingebracht
und mit 5mal Stickstoff und 5mal Wasserstoff gespült. Die
Reaktion wurde zur Fortsetzung der Hydrierung bei 35°C mit 63
psi Wasserstoffdruck während
18 h stehengelassen. Zusätzlicher
Katalysator (125 g) wurde zugegeben und die Hydrierung nach Spülen während weiterer
20 h fortgesetzt. Die Mischung wurde durch Celite filtriert, das
mit Methanol (2 × 10
ml) gewaschen wurde. Etwa ein Drittel des Methanols wurde unter
reduziertem Druck entfernt. Das verbleibende Methanol wurde durch
azeotrope Destillation mit Toluol bei 80 Torr entfernt. Toluol wurde
in 15, 10, 10 und 10 ml Portionen zugegeben. Das Produkt kristallisierte
aus der Mischung aus, wurde filtriert und zweimal mit 10 ml Portionen
Toluol gewaschen. Der Feststoff wurde bei Raumtemperatur bei 1 Torr
während
6 h getrocknet, wodurch das Aminsalz erhalten wurde (4,5 g, 84%),
m/z 421 [M+H]+.
-
Alternativ
wurde Wasser (500 ml) zu einer THF-Lösung von rohem 1-[N-[(1,3-Benzodioxol-5-yl)sulfonyl]-N-(2-methylpropyl)amino]-3(S)-[bis(phenylmethyl)amino]-4-phenyl-(2R)-butanol
gegeben, gefolgt von Methansulfonsäure (531 g, 5,5 Mol). Die Lösung wurde
zur Sicherstellung der vollständigen
Durchmischung gerührt
und in einen Autoklaven von 5 Gallonen Fassungsvermögen gegeben.
Pearlmans-Katalysator (200 g 20% Pd(OH)2 auf
Kohlenstoff/50% Wasser) wurde mit Hilfe von THF (500 ml) in den
Autoklaven gegeben. Im Reaktor wurde 4mal mit Stickstoff und 4mal mit
Wasserstoff gespült.
Der Reaktor wurde mit 60 psig Wasserstoff beladen und mit Rühren bei
450 rpm begonnen. Nach 16 h zeigte HPLC-Analyse, dass noch eine
kleine Menge der Mono-Benzyl-Zwischenstufe vorhanden war. Zusätzlicher
Katalysator (50 g) wurde zugegeben und die Reaktion über Nacht
laufengelassen. Die Lösung
wurde dann zum Entfernen des Katalysators durch Celite (500 g) filtriert
und in fünf
Portionen im Vakuum eingeengt. Zu jeder Portion wurde Toluol (500
ml) gegeben und zur Entfernung restlichen Wassers im Vakuum azeotrop
entfernt. Der resultierende Feststoff wurde in drei Portionen aufgeteilt
und jede mit Methyl-t-butylether
(2 l) gewaschen und filtriert. Das restliche Lösungsmittel wurde bei Raumtemperatur
im Vakuumofen bei weniger als 1 Torr entfernt, wodurch 2714 g des
erwarteten Salzes erhalten wurden.
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Teil H: Herstellung von N-[2R-Hydroxy-3-[[(1,3-benzodioxol-5-yl)sulfonyl](2-methylpropyl)amino]-1S-(phenylmethyl)propyl]-2S-[(phenylmethoxycarbonyl)amino]-3,3-dimethylbutanamid
-
Zu
einer Lösung
aus 118,8 g (0,776 Mol) N-Hydroxybenzotriazol und 137,1 g (0,52
Mol) N-Carbobenzyloxycarbonyl-L-tert-leucin in 750 ml wasserfreim
DMF wurden bei 0°C
unter Stickstoffatmosphäre
109,1 g (0,57 Mol) EDC gegeben. Nach Rühren bei 0°C während 2 h wurde eine zuvor
mit 228 ml (210 g, 2,08 Mol) 4-Methylmorpholin neutralisierte Lösung aus
273 g (0,53 Mol) 2R-Hydroxy-3-[[(1,3benzodioxol-5-yl)sulfonyl](2-methylpropyl)amino]-1S-(phenylmethyl)propylaminmethansulfonat
in 250 ml wasserfreiem DMF zugegeben. Nach Rühren bei 0°C während 30 min wurde die Lösung während 18
h bei Raumtemperatur gerührt. Die
Lösungsmittel
wurden unter reduziertem Druck bei 45°C entfernt, 1,5 l Ethylacetat
zugegeben, mit 5% Zitronensäure,
gesättigtem
Natriumbicarbonat und Kochsalzlösung
gewaschen, über
wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und eingeengt,
wodurch 400 g Rohmaterial erhalten wurden. Dieses wurde in 3 Ansätzen über eine
Kieselgel-Prep-2000-Chromatogramm-Säule unter
Verwendung von 20% bis 50% Ethylacetat/Hexan als Elutionslösung chromatographisch
gereinigt, wodurch 320 g gereinigten Materials erhalten wurden.
m/e = 674 (M+Li), 98% über
HPLC.
-
Teil I: Herstellung von
N-[2R-Hydroxy-3-[[(1,3-benzodioxol-5-yl)sulfonyl](2-methylpropyl)amino]-1S-(phenylmethyl)propyl]-2S-amino-3,3-dimethylbutanamid
-
Eine
Lösung
aus 312 g N-[2R-Hydroxy-3-[[(1,3-benzodioxol-5-yl)sulfonyl](2-methylpropyl)amino]-1S-(phenylmethyl)propyl]-2S-[(phenylmethoxycarbonyl)amino]-3,3-dimethylbutanamid
in 1 l Tetrahydrofuran wurde in Gegenwart von 100 g 4% Palladium-auf-Kohlenstoff-Katalysator
unter 60 psig Wasserstoff während
6 h bei Raumtemperatur hydriert. Der Katalysator wurde durch Filtration
und die Lösungsmittel
unter reduziertem Druck entfernt, wodurch 240 g der gewünschten
Verbindung erhalten wurden.
-
Teil J: Herstellung von N-[2R-Hydroxy-3-[[(1,3-benzodioxol-5-yl)sulfonyl](2-methylpropyl)amino]-1S-(phenylmethyl)propyl]-2S-[(chloracetyl)amino]-3,3-dimethylbutanamid
-
Zu
einer Lösung
aus 234,3 g (0,439 Mol) N-(2R-Hydroxy-3-[[(1,3-benzodioxol-5-yL)sulfonyl](2-methylpropyl)amino]-1S-(phenylmethyl)propyl]-2S-amino-3,3-dimethylbutanamid
in 1 l Methylenchlorid wurden 80 ml (59,5 g, 0,46 Mol) Diisopropylethylamin,
gefolgt von langsamer Zugabe von 78,8 g (0,46 Mol) Chloressigsäureanhydrid
bei Raumtemperatur gegeben, wobei die Temperatur unter 35°C gehalten
wurde. Nach Rühren während einer
weiteren Stunde zeigte die Analyse durch HPLC, dass ein kleiner
Rest des Ausgangsmaterials noch vorhanden war und es wurden 1,5
g Chloressigsäureanhydrid
zugegeben. Nach 10 min wurden die Lösungsmittel unter reduziertem
Druck entfernt, 1 l Ethylacetat zugeben, mit 5% Zitronensäure, gesättigtem
Natriumbicarbonat und Kochsalzlösung
gewaschen, über
wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und eingeengt,
wodurch 314 g Rohmaterial erhalten wurden. Dieses wurde in 3 Portionen über eine
Kieselgel-Prep-2000-Chromatogram-Säule unter Verwendung von 20
bis 50% Ethylacetat/Hexan chromatographisch gereinigt, wodurch 165
g der gewünschten
Verbindung erhalten wurden. m/e = 616, (M+Li), 98% durch HPLC.
-
Teil K: Herstellung von N-[2R-Hydroxy-3-[[(1,3-benzodioxol-5-yl)sulfonyl](2-methylpropyl)amino]-1S-(phenylmethylpropyl]-2S-[[(pyrrolidin-1-yl)acetyl]amino]-3,3-dimethylbutanamid
-
Zu
164,2 g (0,27 Mol) N-[2R-Hydroxy-3-[[(1,3-benzodioxol-5-yl)sulfonyl](2-methylpropyl)amino]-1S-(phenylmethyl)propyl]-2S-[(chloracetyl)amino]-3,3-dimethylbutanamid
wurden 500 ml Tetrahydrofuran gegeben, das Lösungsmittel unter reduziertem
Druck entfernt, um alles Ethylacetat zu entfernen, und dann 350
ml Tetrahydrofuran zugegeben. Zu dieser Lösung wurden bei 10°C 130 ml
(1,56 Mol) Pyrrolidin gegeben. Nach 1 h wurden die Lösungsmittel
unter reduziertem Druck entfernt, 1 l Ethylacetat zugegeben, mit
gesättigtem
Natriumbicarbonat und Kochsalzlösung gewaschen, über wasserfreiem
Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und eingeengt, wodurch 185
g Rohmaterial erhalten wurden, für
das eine HPLC-Untersuchung 98,9% Reinheit zeigte. Dieses wurde in
3 Portionen aufgeteilt und über
eine Prep-2000-Chromatogram-Säule zuerst
unter Verwendung von 50% Ethylacetat/Hexan, gefolgt von 5% Methanol/Ethylacetat
chromatographisch gereinigt, wodurch 160 g gereinigtes Material
(99% gemäß HPLC)
erhalten wurden. Dieses wurde dann aus 460 ml Diethylether und 70
ml Hexan umkristallisiert, wodurch 121 g des gewünschten Produkts erhalten wurden
(> 99% gemäß HPLC,
m/e = 651 [M+Li], Smp = 112–114°C.
-
-
Herstellung von N-[2R-Hydroxy-3-[(2-methylpropyl)[(1,3-benzodioxol-5-yl)sulfonyl]amino]-1S-(phenylmethyl)propyl]-2S-methyl-3-(methylsulfonyl)propanamid
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Teil A: Herstellung von
2(S)-Methyl-3-(methylsulfonyl)propionsäure
-
Schritt
1: Zu einer Lösung
aus 200 g (1,23 Mol) D-(-)-3-Acetyl-β-mercaptoisobuttersäure in 1,0
l Methanol wurden 161,0 g (2,47 Mol) Kaliumhydroxid gelöst in 500
ml Methanol gegeben, wobei die Temperatur durch Kühlen mit
einem Eisbad unter 10°C
gehalten wurde. Nach Rühren
für weitere
20 min wurden 117 ml (156 g, 1,23 Mol) Dimethylsulfat zugegeben,
wobei die Temperatur unter 20°C
gehalten wurde. Das Eisbad wurde entfernt und die Mischung für weitere
60 min gerührt.
Die Salze wurden durch Filtration entfernt, die Lösungsmittel
unter reduziertem Druck entfernt und Ethylacetat zugegeben. Nach
Abtrennung der wässrigen Phase
wurde diese mit konzentrierter Salzsäure angesäuert, mit Ethylacetat extrahiert, über wasserfreiem
Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und eingeengt, wodurch 164
g (99%) der gewünschten
2S-Methyl-3-(methylthio)propionsäure
erhalten wurden, m/e = 133 (M – H).
-
Schritt
2: Zu einer im Eisbad auf 18°C
gekühlten
Lösung
aus 10,0 g (74,6 mMol) 2S-Methyl-3-(methylthio)propionsäure in 150
ml Aceton und 30 ml Wasser wurden 161,8 g (263 mMol) Oxone gegeben.
Nachdem etwa die Hälfte
des Materials zugegeben worden war, stieg die Temperatur auf 24°C, die Zugabe
wurde beendet, die Temperatur auf 18°C gesenkt und dann die Zugabe
fortgesetzt. Nach Rühren
bei 15 bis 20°C während 15
min wurde das Eisbad entfernt und das Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur
während
1 h gerührt.
Die Feststoffe wurden filtriert und mit Aceton gewaschen, das Filtrat
auf etwa 40 ml eingeengt und der Rückstand in 200 ml Ethylacetat
gelöst.
Die Ethylacetat-Phase wurde mit wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet,
filtriert und eingeengt, wodurch 11,4 g eines Öls erhalten wurden. Dieses
wurde in einem Minimum an Ethylacetat und Hexan gelöst, damit
sich ein Präzipitat
bilden sollte. Dieses wurde gesammelt, wodurch 6,95 g des gewünschten
Produkts erhalten wurden, m/e = 167 (M + H).
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Teil B: Herstellung von N-[2R-Hydroxy-3-[(2-methylpropyl)[(1,3-benzodioxol-5-yl)sulfonyl]amino]-1S-(phenylmethyl)propyl]-2S-methyl-3-(methylsulfonyl)propanamid
-
Zu
einer Lösung
aus 5,0 g (30 mMol) 2S-Methyl-3-(methylsulfonyl)propionsäure und
6,90 g (45 mMol) N-Hydroxybenzotriazol in 30 ml wasserfreiem DMF
bei 0°C
unter Stickstoff wurden 6,34 g (33 mMol) EDC gegeben. Nach etwa
10 min war alles EDC gelöst.
Nach 60 min bei 0°C
wurde eine zuvor mit 3,4 ml (31,6 mMol) 4-Methylmorpholin neutralisierte
Lösung
aus 15,5 g (30 mMol) 2R-Hydroxy-3-[[(1,3-benzodioxol-5-yl)sulfonyl](2-methylpropyl)amino]-1S-(phenylmethyl)propylaminmethansulfonat
in 30 ml wasserfreiem DMF dazu gegeben. Nach 3 h bei 0°C wurde die
Mischung anschließend über Nacht
während
17 h bei Raumtemperatur gerührt.
Das DMF wurde unter reduziertem Druck entfernt, Ethylacetat zugegeben,
mit 5% Zitronensäure,
gesättigtem
Natriumbicarbonat, Wasser und Kochsalzlösung gewaschen, über wasserfreiem
Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und eingeengt, wodurch 16
g Rohmaterial erhalten wurden, die gemäß HPLC zu 88% rein waren. Dieses
Produkt wurde über
Kieselgel unter Verwendung von 20 bis 80% Ethylacetat/Hexan chromatographisch
gereinigt, um das Reinprodukt zu erhalten, das aus Ethylacetat/Hexan
umkristallisiert wurde, wodurch 8,84 g des Reinprodukts erhalten
wurden, Smp = 131,8–133,8°C.
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Alternativ
wurden zu einer Lösung
aus 35,0 g (211 mMol) 2S-Methyl-3-(methylsulfonyl)propionsäure und
48,3 g (315 mMol) N-Hydroxybenzotriazol in 210 ml wasserfreiem DMF
bei 0°C
unter Stickstoff 44,4 g (231 mMol) EDC gegeben. Nach etwa 30 min
war alles EDC gelöst.
Nach weiteren 60 min bei 0°C
wurde eine zuvor mit 24 ml (22,3 g) 4-Methylmorpholin neutralisierte
Lösung
aus 108,8 g (211 mMol) 2R-Hydroxy-3-[[(1,3-benzodioxol-5-yl)sulfonyl](2-methylpropyl)amino]-1S-(phenylmethyl)propylaminmethansulfonat
in 350 ml wasserfreiem DMF zugegeben. Das DMF wurde unter reduziertem
Druck entfernt, 1 l Ethylacetat zugegeben, mit 5% Zitronensäure, gesättigtem
Natriumbicarbonat, Wasser und Kochsalzlösung gewaschen, über wasserfreiem Magnesiumsulfat
getrocknet, filtriert und eingeengt, wodurch 120,4 g Rohmaterial
erhalten wurden, das gemäß HPLC zu
90% rein war.
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Das
Produkt wurde zweimal aus 750 bis 1000 ml Ethanol absolut umkristallisiert,
wodurch 82,6 g des gewünschten
Produkts erhalten wurden.
-
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Herstellung von 2S-[[(N-Methylamino)acetyl]aminol-N-[2R-hydroxy-3-[[(1,3-benzodioxol-5-yl)sulfonyl](2-methylpropyl)amino]-1S-(phenylmethyl)propyl]-3,3-dimethylbutanamid
-
Zu
6,55 g (10,7 mMol) N-(2R-Hydroxy-3-[[(1,3-benzodioxol-5-yl)sulfonyl](2-methylpropyl)amino]-1S-(phenylmethyl)propyl]-2S-[(chloracetyl)amino]-3,3-dimethylbutanamid
wurden 25 ml Tetrahydrofuran gegeben, das Lösungsmittel zur Entfernung
des gesamten Ethylacetats unter reduziertem Druck entfernt und dann
25 ml Tetrahydofuran zugegeben. Zu dieser Lösung wurden bei 10°C 19 ml (214
mMol) 40% wässriges
Methylamin gegeben. Nach 2 h wurden die Lösungsmittel unter reduziertem
Druck entfernt, 1 l Ethylacetat zugegeben, mit gesättigtem
Natriumbicarbonat und Kochsalzlösung
gewaschen, über
wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und eingeengt, wodurch
6,0 g des Produkts erhalten wurden (98 Reinheit).
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Beispiel 17
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Erfindungsgemäße retrovirale
Protease-Inhibitorverbindungen sind wirksame HIV-Protease Inhibitoren. Der unten beschriebene
Enzymassay kann bei der Auswahl der retroviralen Protease-Inhibitoren
zur Verwendung in der Kombinationstherapie angewandt werden. Der
IC50 (die Konzentration, bei der die Inhibitor-Verbindung
die Enzymaktivität
um 50% reduziert) kann für
solche Verbindungen unter Verwendung dieses Verfahrens berechnet
werden.
-
Das
enzymatische Verfahren ist wie folgt. Das Substrat ist 2-Aminobenzoyl-Ile-Nle-Phe(p-NO2)-Gln-ArgNH2. Die Positivkontrolle ist MVT-101 (Miller,
M et al., Science 246, 1149 (1989)). Der Assay-Puffer ist 20 mM
Natriumphosphat, pH 6,4, 20% Glycerin, 1 mM EDTA, 1 mM DTT und 0,1
% CHAPS. Das Substrat wird in DMSO gelöst, dann 10fach in Assay-Puffer
verdünnt.
Die Substrat-Endkonzentration in dem Assay ist etwa 80 μM. HIV-Protease
wird auf der Grundlage eines Molekulargewichts von 10780 in dem
Assay-Puffer bis zu einer Endkonzentration von etwa 12,3 nanomolar
verdünnt.
-
Die
Endkonzentration von DMSO ist etwa 14% und die Endkonzentration
des Glycerins etwa 18%. Die Testverbindung wird in DMSO gelöst und in
DMSO auf die etwa 10fache Testkonzentration (10×) verdünnt, dann in 10 μl Substrat.
Der Anstieg der Fluoreszenz bei Raumtemperatur wird zu 4 Zeitpunkten
aufgezeichnet (0, 8, 16 und 24 Minuten). Jeder Assay wird in doppelten
Cavitäten
durchgeführt.
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Beispiel 18
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Die
Wirksamkeit der ausgewählten
erfindungsgemäßen HIV-Protease-Inhibitor
verbindungen kann unter Verwendung des oben beschriebenen Enzymassays
und des folgenden CD4+-Zell-Linienassays
bestimmt werden. Antivirale Aktivitäten von Protease-Inhibitoren
werden als wirksame Konzentration 50- (EC50) und/oder
als wirksame Konzentration 90- (EC90) Werte
ausgedrückt.
-
Das
HIV-Inhibition-Assay-Verfahren akut infizierter Zellen ist ein automatisierter
Tetrazolium-Assay auf der Grundlage von Kolorimetrie im Wesentlichen
wie von Pauwels et al., J. Virol. Methods 20, 309–321 (1988) beschrieben.
Der Assay wird in Gewebekulturschalen mit 96 Cavitäten durchgeführt. Eine
CD4
+-Zell-Linie wie zum Bespiel CEM, MT-2,
MT-4 und dergleichen Zell-Linien werden in mit 10% fötalem Kälberserum
supplementiertem RPMI-1640 Medium (Gibco) angezogen und dann mit
Polybren (2 μg/ml)
behandelt. In jede Cavität wird
ein Volumen von 100 μl
von in Gewebekulturmedium verdünnter
Testverbindung gegeben (oder Medium ohne Testverbindung als Kontrolle),
um die gewünschte
Endkonzentration zu erzielen, und die Zellen werden bei 37°C während 1
h inkubiert. Eine tiefgefrorene Kultur von HIV-1 wird in Kulturmedium auf eine Konzentration
von 5 × 10
4 TCID
50 pro ml verdünnt (TCID
50 = die Virus-Dosis, die 50% der Zellen
in Gewebekultur infiziert) und ein 20 μl Volumen der Virusprobe (enthaltend
1000 TCID
50 des Virus) wird zu jeder Cavität mit Testverbindung
und in die nur Medium enthaltenden Cavitäten gegeben. Einige Cavitäten erhalten
Kulturmedium ohne Virus (nicht infizierte Kontrollzellen). Gleichermaßen wird
die intrinsische Toxizität
der Testverbindung durch Zugabe von Medium ohne Virus zu einigen
die Testverbindung enthaltenden Cavitäten bestimmt. Zusammengefasst
enthalten die Gewebekulturschalen die folgenden Versuchsansätze:
-
Bei
den Versuchen 2 und 4 sind die Endkonzentrationen der Testverbindungen
1, 10, 100 und 500 μg/ml.
Es werden entweder Azidothymidin (AZT) oder Didesoxyinosin (ddl)
als positive Arzneimittelkontrolle eingeschlossen. Die Testverbindungen
werden in DMSO gelöst
und in Gewebekulturmedium verdünnt,
so dass die DMSO-Endkonzentration
1,5% auf keinen Fall übersteigt.
DMSO wird zu allen Kontroll-Cavitäten in entsprechenden
Konzentration gegeben.
-
Nach
der Zugabe von Virus werden die Zellen in befeuchteter Atmosphäre mit 5%
CO2 bei 37°C während 7 Tagen inkubiert. Testverbindungen
können
falls gewünscht
an den Tagen 0, 2 und 5 zugegeben werden. An Tag 7 nach Infektion
werden die Zellen in allen Cavitäten
resuspendiert und eine 100 μl
Probe jeder Zellsuspension wird für den Assay entfernt. Ein 20 μl Volumen
einer 5 mg/ml Lösung
3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromid
(MTT) wird pro μl
Zellsuspension zugegeben und die Zellen werden während 4 h bei 37°C in einer
5% CO2-Umgebung inkubiert. Während dieser
Inkubation wird MTT von lebenden Zellen metabolisch reduziert, was
zur Herstellung eines gefärbten
Formazan-Produktes in den Zellen führt. Zu jeder Probe werden
100 μl 10%
Natriumdodecylsulfat in 0,01 n HCl zur Lyse der Zellen gegeben und die
Proben über
Nacht inkubiert. Die Absorption bei 590 nm wird für jede Probe
unter Verwendung eines Mikroplatten-Lesegerätes von Molecular Devices bestimmt.
Die Cytotoxizität
und die antivirale Wirksamkeit der Testverbindungen wird durch Vergleich
der infizierte und nicht infizierte, mit Testverbindungen behandelte
Zellen enthaltenden Cavitäten
mit den für
nicht infizierte, nicht behandelte Kontroll-Cavitiäten erhaltenden
Absorptionswerte bestimmt.
-
HIV-KULTURVERFAHREN
-
Stimulation durch Donor-Lymphozyten
-
Lymphozytenfilm
(buffy coats) wurde vom amerikanischen Roten Kreuz oder der Blutbank
der Medical School der Washington University erhalten. Die Präparate werden
zuerst auf HIV- und CMV-Antikörper,
das Oberflächenantigen
von HBV (HBsAG) und ALT (Alanintransferase-Aktivität) als Marker
für Non-A-,
Non-B-Hepatitis
untersucht. Leukozyten-angereichertes Blut (30 ml) wird aus dem
Plastikbehälter
entfernt und 15 ml in zwei 50 ml Schraubverschluss-Zentrifugenröhrchen verteilt.
Jede Probe wird mit einem gleichen Volumen sterilem PBS verdünnt und
durch Pipettieren durchmischt. Ficoll-Paque (15 ml) oder LSM wird
unter Verwendung einer Pasteur-Pipette unter die verdünnten Blutproben
eingebracht und die Lösung
stehengelassen, damit sie zum Boden des Röhrchen absinken kann. Jedes
der Röhrchen
wird dann bei 1300 rpm (400xg) während
45 min bei 20°C
zentrifugiert. Nach der Zentrifugation wird die Lymphozyten-Bande
an der Interphase entfernt und in ein 50 ml Röhrchen überführt. Steriles PBS wird zur
Verdünnung
der abgetrennten Lymphozyten zugegeben und dann bei 1300 rpm während 8
min zentrifugiert. Das Zell-Pellet wird zweimal durch Resuspendieren
in PBS und erneutes Zentrifugieren gewaschen. Das endgültige Zell-Pellet
wird in 20 ml PBS durch Pipettieren resuspendiert und die Gesamtanzahl
lebender Zellen durch Trypan-Blau-Ausschluss bestimmt.
-
Akute Infektivitäts-Assays
unter Verwendung klinischer Isolate
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Etwa
3 × 107 Zellen werden während 48 h mit etwa 3 bis 5 μg/ml PHA
in 10% fötales
Kälberserum
und IL-2 (10 U/ml) enthaltendem RPMI aktiviert. Quantifizierte Virusstamm-Kulturen
werden zu der aktivierten Lymphozyten-Suspension mit einer Multiplizität der Infektion
von etwa 0,001–0,01
gegeben. Die Zell-Virus-Suspension wird bei 37°C während 2 h inkubiert, um dem
Virus die Absorption zu ermöglichen.
Das restliche Virus-Inokulum wird durch Zentrifugation entfernt
und die Zellen werden in 10% fötales
Kälberserum
und IL-2 (10 U/ml) enthaltendem RPMI resuspendiert. Diese infizierten
Zellen werden zu der aktivierten Lymphozyten-Suspension mit einer
Multiplizität
der Infektion von 0,001–0,01
gegeben. Die Zell-Virus-Suspension wird bei 37°C inkubiert, um die Virusabsorption
zu gestatten. Diese infizierten Zellen werden zu der aus einer Stammlösung (10
mg/ml) in DMSO in vollständigem
Kulturmedium verdünnten
Testverbindung in 96-Cavitäten-Mikrotiterplatten
gegeben, um etwa 5 × 105 Zellen pro Cavität pro 200 μl zu ergeben. Infizierte, unbehandelte
Zellen und mit DMSO (0,1 %) allein oder entweder mit AZT oder DDI
behandelte Zellen wurden als Kontrollen verwendet. Die Kulturen
wurden auf Synzitien-Bildung an den Tagen 7 und 11 nach Infektion
oder der Überstand
auf Aktivität der
reversen Transkriptase oder auf das p24-Antigen untersucht.
-
Chronische
Infektivitäts-Assays
-
Mit
HXB2 (Laborstamm von HIV-1) chronisch infizierte CEM-Zellen werden
zu sechs Cavitäten
einer Mikrotiterplatte mit 12 Cavitäten gegeben, um 5 × 104 Zellen pro Cavität zu ergeben. Die Hälfte der
Cavitäten wird
mit Testverbindungen in verschiedenen Konzentrationen behandelt
und die gleiche Anzahl nicht infizierter CEM-Zellen wird ohne zugegebene
Testverbindung in Kultur gehalten. Frisches Medium mit oder ohne
Testverbindung wird jeden Tag während
drei aufeinander folgender Tage zugegeben. Die Kulturen werden dann während 48
h ohne Austausch in demselben Medium inkubiert. Die Zellen werden
durch Zentrifugation geerntet, 2x in PBS gewaschen und in 50 μl 0,0125
M Tris, pH 6,8, 4% SDS, 20% Glycerin, 10% β-Mercaptoethanol und 0,02% Bromphenolblau
enthaltendem 2x Lämmli-Puffer
resuspendiert. Kulturüberstände werden
zur Entfernung von Zelltrümmern
durch 0,22 μm
Filter filtriert und dann bei 50 000 rpm während 90 min zentrifugiert, um
die Virus-Partikel zu konzentrieren. Das Viruspellet wird in 50 μl Lämmli-Puffer
resuspendiert. Die Zell- oder Virus-Suspensionen werden während 5
min gekocht und dann einer elektrophoretischen Auftrennung auf einem
10- bis 20%igen SDS-Polyacrylamid-Gradienten-Gel unterworfen. Die
Proteine enthaltenden Banden des Gels werden durch Elektroblotten
auf Nitrocellulose transferiert. HIV-spezifische Proteine werden unter Verwendung
monoklonaler Antikörper
gegen p24 und p17, gefolgt von an Biotin gebundenem Ziege-anti-Maus IgG
und an Meerrettichperoxidase gebundenem Avidin nachgewiesen. Enzymatische
Umwandlung von 4-Chlor-1-naphthol wurde verwendet, um die durch
die monoklonalen Antikörper
erkannten spezifischen Proteine sichtbar zu machen. Zusätzlich wurde
die Infektivität
der von den CEM-Zellen in Gegenwart oder Abwesenheit der Testverbindungen
hergestellten Viren untersucht. Filtrierte Überstände werden serienmäßig verdünnt und
zur Infektion nicht infizierter CEM-Zellen (etwa 1 × 104/Cavität)
verwendet. Die Kulturen wurden an Tag 7 und 11 nach Infektion auf
Synzitien-Bildung oder die Überstände auf
Aktivität
der reversen Transkriptase oder das p24-Antigen getestet.
-
Reverse Transkriptase
(RT) Mikro-Assay
-
Der
RT-Mikro-Assay ist eine Anpassung mehrerer Standard-RT-Assays. Er
wurde entwickelt, um in kleinem Volumen die quantitative Messung
der HIV-RT-Aktivität
zu gestatten und die Bearbeitung zahlreicher Proben zu erleichtern.
-
-
VERFAHREN:
-
- 1. Zugabe von RT-Cocktail pro Cavität in eine
U-Boden-Mikrotiterplatte mit 96 Cavitäten
- 2. Zugabe von 10 bis 20 μl
einer zellfreien Überstandslösung pro
Cavität
- 3. Gutes Durchmischen unter Verwendung einer mechanischen Dreheinrichtung
- 4. Inkubation bei 37°C
während
2 h
- 5. Absaugen auf DE81 oder gleichwertigem Filterpapier unter
Verwendung von TOMTEK
- 6. Viermal spülen
mit 2 × SSC
- 7. Einmal Spülen
mit 95% Ethanol
- 8. Trocknen des Filters
- 9. Vorbereiten zur Zählung
unter Verwendung eines Beta-Platten-Zählers (Pharmacia).
-
-
Mehrere
Vermehrungszyklen wurden mit steigenden Konzentrationen der Testverbindung
wiederholt, bis eine Verschiebung bei EC50 beobachtet
wird.
-
Das
Folgende ist ein Kulturverfahren zur Selektion von HIV-Protease-Inhibitor
resistenten Mutanten. Infizierte Zellen wurden kontinuierlich in
Gegenwart von Protease-Inhibitor in Kultur herangezogen. Einige
Kulturen wurden in alternierenden Wochen hohen und niedrigen Inhibitor-Konzentrationen
unterworfen. Andere durchliefen die Kulturpassagen bei konstanter
Konzentration. Die Arzneimittelkonzentrationen wurden periodisch
erhöht
bis eine gleichmäßige Verschiebung
in der EC50 beobachtet wurde. Eine Verschiebung
in der Dosis-Reaktions-Kurve wurde allgemein bei einer Arzneimittelkonzentration
von 0,5 bis 1 μg/ml
oder größer (das 5–10 × fache
von EC90) nachgewiesen und war abhängig vom
behandelten Virus-Isolat. Es wurden sowohl laborangepasste als auch
primäre
klinische Isolate von HIV verwendet. Dieselben Virus-Isolate wurden
in der gleichen Weise in Abwesenheit von Arzneimitteln Zellkulturpassagen
unterzogen, so dass direkte Nukleosidsequenzvergleiche zwischen
behandelten und unbehandelten Isolaten durchgeführt werden konnten. Allgemein
wurden gegenüber
Protease-Inhibitoren resistente HIV-1 Varianten durch serielle Passagen
(Wachstum) in Gegenwart mehrerer Hemmstoffkonzentrationen des speziellen
Protease-Inhibitors selektiert (s. Markowitz et al., Journal of
Virology 69, 701–706
(1995)). Die unten aufgelisteten HIV-1-Varianten zeigen die Mutationen, die
in den ausgewählten
Virus-Isolaten vorliegen und die in den als Kontrollen verwendeten
unbehandelten Virus-Isolaten nicht vorhanden sind.
-
RF
bedeutet den HIV-1-Stamm HIV-1RF und RFR
eine von durch Selektion von RF gegen die Verbindung aus Beispiel
1 erhaltene Mischung resistenter Stämme. RFR umfasst eine Mischung
von Virusstämmen, die
die Protease-Genotypen von G48V (14/40 Klone); G48V, V82A (18/40
Klone); G48V, L90S (2/40 Klone); G48V, I54T, V82A (1/40 Klone);
G48M (1/40 Klone); G48V, Q61H (1/40 Klone), V13I, G48V (1/40 Klone);
G48V, F53L, V82A (1/40 Klone) und G48V, V82A, C95Y (1/40 Klone)
haben. RFR2 bedeutet eine Mischung von durch Klonung von RFR über drei
Wachstumsrunden bei limitierender Verdünnung erhaltener resistenter
Stämme. RFR2
umfasst eine Mischung von Virus-Stämmen mit den Protease-Genotypen
G48V, V82A (13/15 Klone); G17E, G48V, V82A (1/15 Klone) und G48V,
V82A, N37D, N88D (1/15 Klone). RFRR bedeutet eine Mischung von durch
Selektion auf RF gegen die Verbindungen aus den Beispielen 1 und
2 mit anschließender
Klonierung über
drei Wachstumsrunden bei limitierender Verdünnung erhaltener resistenter
Stämme.
RFRR umfasst eine Mischung von Virus-Stämmen mit den Protease-Genotypen
G48V, I54T, L63P, V82A (7/9 Klone); G48V, I54T, L63P, V82A, N88S
(1/9 Klone) und G48V, I54T, L63P, G73M, V82A (1/9) Klone. SF162
bedeutet den HIV-1-Stamm SF-162 und SF162R eine durch Selektion
von SF162 gegen die Verbindung aus Beispiel 1 erhaltene Mischung
resistenter Stämme.
SF162R umfasst eine Mischung von Virus-Stämmen mit den Protease-Genotypen
M46I, F53L, L63P, A71V, N88D (2/3 Klone) und M46I, F53L, L63P, A71V,
N88D, Q92R (1/3 Klone). 89–959
bedeutet den HIV-1-Stamm 89–959
und 89–959R
eine durch Selektion von 89–959
gegen die Verbindung von Beispiel 2 erhaltene Mischung resistenter
Stämme.
89–959R
umfasst eine Mischung von Virus-Stämmen mit den Genotypen von
N88S (4/5 Klone) und D25N, T26A, D30N, D37N, R41K, G73D, R87K, N88S
(1/4 Klone).
-
NL4
bedeutet den HIV-1 Stamm HIV-1NL43-3. NL4(G48V)
bedeutet einen Stamm mit einer synthetisch erzeugten stellenspezifischen
Mutation in der Protease bei der Aminosäureposition Nr. 48 von Glycin
zu Valin. NL4(184V) bedeutet einen Stamm mit einer synthetisch erzeugten
stellenspezifischen Mutation bei der Aminosäureposition Nr. 84 von Isoleucin
zu Valin. NL4(R8Q,M46I) bedeutet einen Stamm mit synthetisch erzeugten
stellenspezifischen Mutationen in der Protease bei der Aminosäureposition
Nr. 8 von Arginin zu Glutamin und bei der Aminosäureposition Nr. 46 von Methionin
zu Isoleucin. NL4(P22-538) bedeutet eine durch Selektion von HIV-1NL4-3 gegen die Verbindung von Beispiel 10
nach 22 Passagen erhaltene Mischung resistenter Stämme, umfassend
die Protease-Genotypen M46I, L63P, A71V, V82F, I84V (4/10); M46I,
L63P, V82F, I84V (3/10) und M46I, A71V, V82F, I84V (3/10). NL4 (P37-538)
bedeutet durch Selektion von HIV-1NL4-3 gegen
die Verbindung von Beispiel 10 nach 37 Passagen erhaltene resistente
Stämme,
umfassend den Protease-Genotypus M46I, L63, A71V, L63P, A71V, I84A.
NL4(538/524) bedeutet durch Selektion von NL4(P22-538) gegen die
Verbindung aus Beispiel 5 nach 24 Passagen erhaltene resistente
Stämme,
umfassend den Protease-Genotypus M46I, L63P, A71V, I84A. NL4(538/P7-AG)
bedeutet eine durch Selektion von NL4(P22-538) gegen die Verbindung aus Beispiel
12 nach 7 Passagen erhaltene Mischung resistenter Stämme, umfassend
die Protease-Genotypen M46I, L63P, A71V, I84A und V32I, V82I. NL4(538/P24-AG)
bedeutet durch Selektion auf NL4(P22-538) gegen die Verbindung von
Beispiel 12 nach 24 Passagen erhaltene resistente Stämme, umfassend
den Protease-Genotypus M46I, L63P, A71V, I84A. NLA(P19-003) bedeutet durch
Selektion von HIV-1NL4-3 gegen die Verbindung
aus Beispiel 9 nach 19 Passagen erhaltene resistente Stämme, umfassend
den Protease-Genotypus
R8K, M46I. NL4(P34-003) bedeutet durch Selektion von HIV-1NL4-3 gegen die Verbindung aus Beispiel 9
nach 34 Passagen erhaltene resistente Stämme, umfassend den Protease-Genotypus
R8K, M46I, L63P, A71V, L90M. Die Resistenzergebnisse viraler Isolate
sind in den Tabellen 1 bis 11 zusammengefasst.
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Beispiel 20
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Die
in den Tabellen 1 bis 3 zusammengefassten Resistenzergebnisse viraler
Isolate wurden gemäß dem folgenden
Assay-Verfahren oder geringen Abweichungen davon erzeugt. Etwa 3 × 107 Zellen werden während 48 h mit etwa 3 bis 5 μg/ml PHA
in 10% fötales
Kälberserum
und IL-2 (10 U/ml) enthaltendem RPMI aktiviert. Quantifizierte Virus-Stammlösungen werden
zu der aktivierten Lymphozytensuspension mit einer Multiplizität der Infektion
von 0,001 bis 0,01 zugegeben. Die Zell-Virus-Suspension wird bei
37°C während 2
h inkubiert, um die Virus-Absorption zu gestatten. Das restliche
Virus-Inokulum wird durch Zentrifugation entfernt und die Zellen
werden in 10% fötales
Kälberserum
und 10 U/ml IL-2 enthaltendem RPMI resuspendiert. Diese infizierten
Zellen werden zu der, aus einer Stammlösung (10 mg/ml) in DMSO in
komplettem Kulturmedium verdünnten
Testverbindung in Mikrotiterplatten mit 96 Cavitäten gegeben, um etwa 5 × 105 Zellen pro Cavität pro 200 μl zu ergeben. Infizierte, unbehandelte
Zellen und mit DMSO allein (0,1 %) behandelte Zelten oder entweder
mit AZT oder DDI behandelte Zellen wurden als Kontrollen verwendet.
Die Kulturen wurden auf Synzitien-Bildung an den Tagen 7 und 11
nach Infektion untersucht oder die Überstände auf Aktivität der reversen Transkriptase
oder p24 Antigen getestet.
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- ✝, ⧺, § geben
im selben Experiment erhaltene Werte an.
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Beispiel 21
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Die
in den Tabellen 4 bis 6 zusammengefassten Resistenzergebnisse der
Virus-Isolate wurden
gemäß dem folgenden
Assay-Verfahren oder geringfügigen
Abweichungen davon erhalten. Die Assays werden in Gewebekulturschalen
mit 96 Cavitäten
durchgeführt.
CEM-T4 Zellen werden in 90% RPMI-Medium (Gibco Life Technologies,
Inc., Gaithsburg, MD), 10% wärmebehandeltem
fötalen
Kälberserum
(Gibco Life Technologies, Inc., Gaithsburg, MD) bis zu einer Endkonzentration
von 5 × 105 lebenden Zellen pro ml suspendiert. Ein
gefrorener Aliquot einer HIV-Kultur (Stamm HIV-1RF)
wird rasch aufgetaut (im 37°C
Wasserbad) und zu den CEM-T4 Zellen zum Erreichen einer Endkonzentration
von etwa 0,001 bis 0,01 infektiöse
Einheiten pro Zelle zugegeben. Die Virus-Zell-Suspension wird durch
Umschwenken rasch durchmischt und sofort 100 μl zu einer 100 μl Verdünnung jeder
Testverbindung (hergestellt als 2x Konzentrat in 90% RPMI, 10% FBS)
in jede Cavität der
96-Cavitäten-Kulturschale
gegeben. Jede Schale enthält
Kontroll cavitäten,
die Zellen und Virus, aber keine Testverbindung enthalten. 3'-Azido-3'-desoxythimidin (AZT) wird als Positivkontrolle
bei allen Assays eingeschlossen.
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Die
Gewebekulturschalen werden bei 37°C
in einer befeuchteten, 5%igen CO2-Atmosphäre während 7
Tagen inkubiert. Der Grad der Virus-Replikation wird dann durch
Messung der Aktivität
der reversen Transkriptase in den Überständen unter Verwendung von Standard-Verfahren
(wie unlängst
beschrieben, s. zum Beispiel Techniques in HIV Research, Aldovini & Walker, Hrsg.,
1990, Stockton Press, NY) festgestellt.
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- ✝, ⧺ geben im
selben Experiment erhaltene Werte an.
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Beispiel 22
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Die
in den Tabellen 7 bis 11 zusammengefassten Resistenzergebnisse der
viralen Isolate wurden gemäß den von
Markowitz et al., Journal of Virology, Bd. 69, S. 701–706 (1995)
beschriebenen oder durch geringfügige Änderungen
davon ermittelt.
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Beispiel 23
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Die
ein einzelnes Hydroxyethylharnstoff-Isoster enthaltenden Protease-Inhibitoren
der Beispiele 1 und 2 werden zur Selektion von arzneimittel-resistenten
HIV-1 Varianten in vitro verwendet. HIV-1 Stämme aus Klinik und Labor wurden
Zellkulturpassagen in T-Zell-Linien oder mononukleären Zellen
aus peripherem Blut (PBMCs) in Gegenwart steigender Arzneimittelkonzentrationen
unterworfen. Resistente Varianten zeigten einheitlich mindestens
10fach höhere
EC50-Werte als in Abwesenheit von Inhibitor
während
eines identischen Zeitabschnitts in Zellkultur passagiertes Kontroll-Virus.
Virale DNA wurde mit PCR amplifizierf und die Nukleotidsequenz des
für die
Protease kodierenden Gens unter Verwendung von Standardverfahren
bestimmt. Bei gegen die Protease-Inhibitoren der Beispiele 2 bzw.
1 resistenten Viren wurde eine einheitliche Aminosäuresubstitution
an Position 88 bei vielen der ausgewählten Varianten beobachtet.
Der Asn-Rest bei 88 liegt innerhalb einer strukturell konservierten
helikalen Domäne,
die sowohl in monomeren als auch in dimeren Asparagin-Proteinasen
vorhanden ist. Die entsprechende Carboxy-terminale Sequenz Gly-Arg-Asp/Asn
(Reste 86–88)
ist einzigartig bei retroviralen Asparagin-Proteinasen. Währende alle
Erklärungen
für diese
Ergebnisse nur Spekulation sind, scheinen Modellstudien basierend
auf aus hochauflösenden
Röntgenstrukturen
stammenden Modellstudien von an rekombinante HIV-1-Protease gebundenen
prototypischen Hydroxyethylharnstoff-Inhibitoren nahezulegen, dass
die Asn88-Mutationen die Konformation der Protease verändern können.
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Erfindungsgemäße retrovirale
Protease-Inhibitorverbindungen sind vorteilhafterweise wirksame
antivirale Verbindungen und insbesondere sind sie wirksame Inhibitoren
von Retroviren, besonders von Lentiviren wie oben gezeigt. Daher
sind die erfindungsgemäßen Verbindungen
wirksame Inhibitoren von HIV. Es wird in Betracht gezogen, dass
die erfindungsgemäßen Verbindungen
ebenfalls weitere HIV-Stämme, wie
zum Beispiel HIV-2 and andere Viren wie zum Beispiel das VISNA-
und das Simian-Immundefizienz-Virus (SIV), HTLV-1 und HTLV-2 hemmen.
Daher sind die erfindungsgemäßen Verbindungen
wirksam bei der Behandlung und/oder Prophylaxe von retroviralen
Infektionen.
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Die
vorliegende Erfindung soll wenn möglich ebenfalls die Solvate
oder Hydrate retroviraler Inhibitorverbindungen beinhalten und diese
werden in dem Fachmann bekannter Weise hergestellt oder isoliert.
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Die
retroviralen Protease-Inhibitorverbindungen können in Form von von anorganischen
oder organischen Säure
stammenden Salzen verwendet werden. Diese Salze beinhalten, ohne
darauf beschränkt
zu sein, die folgenden: Acetat, Adipat, Alginat, Citrat, Aspartat,
Benzoat, Benzolsulfonat, Bisulfat, Butyrat, Kampferat, Kampfersulfonat,
Digluconat, Cyclopentanpropionat, Dodecylsulfat, Ethansulfonat,
Glucoheptanoat, Glycerophosphat, Hemisulfat, Heptanoat, Hexanoat,
Fumarat, Hydrochlorid, Hydrobromid, Hydroiodid, 2-Hydroxyethansulfonat,
Lactat, Maleat, Methansulfonat, Nicotinat, 2-Naphthalinsulfonat,
Oxalat, Palmoat, Pectinat, Persulfat, 3-Phenylpropionat, Picrat,
Pivalat, Propionat, Succinat, Tartrat, Thiocyanat, Tosylat, Mesylat
und Undecanoat.
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Beispiele
von Säuren,
die zur Bildung pharmazeutisch annehmbarer Säureadditionssalze verwendet werden
können,
beinhalten solche anorganischen Säuren wie Salzsäure, Schwefelsäure und
Phosphorsäure und
solche organischen Säuren
wie Oxasäure,
Maleinsäure,
Succininsäure
und Zitronensäure,
vorzugsweise Salzsäuresalz.
Weitere Beispiele beinhalten Salze mit Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen,
wie zum Beispiel Natrium, Kalium, Calcium oder Magnesium oder mit
organischen Basen.
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Die
einem Patienten täglich
als Einzeldosis oder in geteilten Dosen zu verabreichende Menge
kann zum Beispiel zwischen 0,01 bis 50 mg/kg Körpergewicht täglich und
häufiger
zwischen 0,1 bis 30 mg liegen. Einheitsdosisverbindungen können Teilmengen
dieser Mengen enthalten und deshalb die tägliche Gesamtdosis ergeben.
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Die
Wirkstoffmenge, die mit dem Trägermaterial
zur Herstellung einer Einzeldosisform kombiniert werden kann, kann
in Abhängigkeit
von dem zu behandelnden Patienten und der besonderen Verabreichungsart unterschiedlich
sein.
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Das
Dosierungsschema zur Behandlung von Erkrankungen mit den retroviralen
Protease-Inhibitorverbindungen und/oder -zusammensetzungen wird
in Übereinstimmung
mit einer Vielzahl von Faktoren, einschließlich Typus, Alter, Gewicht,
Geschlecht, Ernährungsgewohnheiten
und dem medizinischen Zustand des Patienten, der Schwere der Erkrankung,
dem Verabreichungsweg, pharmakologischen Überlegungen wie Aktivität, Wirksamkeit,
pharmakokinetische und toxikologische Profile der speziellen eingesetzten
Verbindung, ob ein Arzneimittelbereitstellungssystem verwendet wird
und ob die Verbindung als Teil einer Arzneimittelkombination verwendet
wird. Damit kann das tatsächlich
verwendete Dosierungsschema stark variieren und kann deshalb von
dem oben dargelegten bevorzugten Dosierungsschema abweichen.
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Die
erfindungsgemäßen Verbindungen
können
oral, parenteral, durch Inhalationsspray, rektal oder topisch, falls
gewünscht
als konventionelle, nicht toxische, pharmazeutisch annehmbare Träger, Adjuvantien
und Vehikel enthaltende Einheitsdosisformulierungen verabreicht
werden. Topische Verabreichung kann ebenfalls die Verwendung von
transdermaler Verabreichung wie zum Beispiel als transdermale Pflaster
oder mit Iontophorese-Vorrichtungen umfassen. Der Begriff parenteral
wie hierin verwendet beinhaltet subkutane Injektionen, intravenöse, intramuskuläre, intrasternale
Injektion oder Infusionsverfahren.
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Injizierfähige Zubereitungen
zum Beispiel sterile, injizierfähige,
wässrige
oder ölige
Suspensionen können
in dem Fachmann bekannter Weise unter Verwendung geeigneter Dispersions-
oder Benetzungs- und Suspensionsmittel zubereitet werden. Die sterile
injizierfähige
Zubereitung kann ebenfalls eine sterile injizierfähige Lösung oder
Suspension in einem nicht toxischen, parenteral annehmbaren Verdünnungs- oder Lösungsmittel,
z. B. eine Lösung
in 1,3-Butandiol, sein. Unter den annehmbaren Vehikeln oder Lösungsmitteln, die
verwendet werden können,
sind Ringer-Lösung
und isotonische Natriumchloridlösung.
Zusätzlich
werden sterile fixierte Öle
herkömmlich
als Lösungs-
oder Suspensionsmittel eingesetzt. Zu diesem Zweck kann jedes neutrale
fixierte Öl
einschließlich
synthetischer Mono- und Diglyceride verwendet werden. Zusätzlich finden Fettsäuren wie
zum Beispiel Ölsäure bei
der Herstellung von Injektionslösungen
Verwendung.
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Suppositorien
zur rektalen Verabreichung des Arzneimittels können durch Mischen des Arzneimittels mit
einem geeigneten, nicht reizenden Hilfsstoff wie Kakaobutter und
Polyethylglycol hergestellt werden, die bei normalen Temperaturen
fest, aber bei Rektaltemperatur flüssig sind und deshalb im Rektum
schmelzen und das Arzneimittel freisetzen.
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Feste
Dosisformen zur oralen Verabreichung können Kapseln, Tabletten, Pillen,
Pulver und Granula beinhalten. In solchen festen Dosisformen kann
der Wirkstoff mit mindestens einem inerten Verdünnungsmittel wie Saccharose,
Lactose oder Stärke
vermischt sein. Solche Dosisformen können ebenfalls in der gängigen Praxis
weitere zusätzliche
Substanzen wie inerte Verdünnungsmittel,
zum Beispiel Gleitmittel wie zum Beispiel Magnesiumstearat umfassen.
Im Fall von Kapseln, Tabletten und Pillen kann die Dosisform ebenfalls
Puffermittel umfassen. Tabletten und Pillen können zusätzlich mit einer dünndarmlöslichen
Beschichtung hergestellt werden.
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Flüssige Dosisformen
zur oralen Verabreichung können
pharmazeutisch annehmbare, vom Fachmann häufig verwendete Verdünnungsmittel,
wie zum Beispiel Wasser, enthaltende Emulsionen, Lösungen, Suspensionen,
Sirupe und Elixiere umfassen. Solche Zusammensetzungen können ebenfalls
Adjuvantien, wie zum Beispiel Benetzungsmittel, Emulgatoren und
Suspensionsmittel, Süß-, Aroma-
und Duftstoffe umfassen.
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Während die
erfindungsgemäßen retroviralen
Protease-Inhibitorverbindungen als einziger pharmazeutischer Wirkstoff
verabreicht werden können,
können
sie ebenfalls in Verbindung mit weiteren antiviralen, gegen Retroviren
wie HIV-1 wirksamen Mitteln verabreicht werden. Solche Verbindungen
beinhalten, ohne darauf beschränkt
zu sein, weitere HIV-1-Proteaseinhibitoren, verschiedene Nukleosidanaloga,
Inhibitoren der reversen Transkriptase auf Nicht-Nukleosidbasis,
Tat-Antagonisten
und Glycosidase-Inhibitoren.
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Beispiele
von HIV-1-Protease-Inhibitoren beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein,
Ro 31–859
(Roberts, N.A. et Al., Science 1990, 248, 258–261 and Drugs of the Future
1991, 16(3), 210–212,
KNI-272, (Kagayama, S., et al., Antimicrobial Agents and Chemotherapy
1993, 810–817),
die cyclischen Harnstoffserien (Lam, P. et al., „De novo Design and Discovery
of Potent, Nonpeptidal HIV-1 Protease Inhibitors," Paper 96 beim 205ten
American Chemical Society National Meeting, Medicinal Chemistry
Division, Denver, CO, 28. März
bis 2. April 1993), L-735 524 (Dorsey, B.D. et al., "L-735,524: The Rational
Design of a Potent and Orally Bioavailabe HIV Protease Inhibitor," Paper 6 beim 206ten
American Chemical Society National Meeting, Medicinal Chemistry
Division, Chicago, IL, 22. bis 27. August 1993) und Analoga davon.
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Beispiele
kompetitiver Nukleoside beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein,
Azidothymidin (AZT), Didesoxyinosin (DDI), DDC, 3TC, D4T und PMEA.
Beispiele von nicht-nukleosid, nicht-kompetitiven Inhibitoren der
reversen Transkriptase beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein,
die Pyridon-Klasse (Wei, J.S. et al., J. Med. Chem. 1993, 36, 249–255; Hoffman,
J.M., et al., J. Med. Chem. 1992, 35, 3784–3791; Saari et al., J. Med.
Chem. 1992, 35, 3792–3802;
Drugs of the future 1992, 17(4), 283–285, und Analoga davon), die Bis-(heteroaryl)piperazin-Klasse
(Romero, D.L. et al., J. Med. Chem. 1993, 36, 1505–1508; Romero,
D.L. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1991, 34, 746–751 und
3187–3198
und Analoga davon) und die tricyclischen Pyridobenzo- und Dipyridodiazepinone
(Hargrave, K.D., J. Med. Chem. 1991, 34, 2231–2241), Meriuzzi, M.J., Science
1990, 250, 1411–1413
und Analoga davon) und 5-Chlor-3-(phenylsulfonyl)indol-2-carboxamid
und dessen Analoga (Williams, T.M. et al., J. Med. Chem. 1993, 36,
1291–1294).
Beispiele von Tat-Antagonisten beinhalten,
ohne darauf beschränkt
zu sein, Ro 5–3335
und Ro 24–7429
(Hsu, M.C. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1993, 909, 6395–6399, Tam,
S. et al., „TAT-INHIBITORS:
A New Class of Anti-HIV Agents," Paper 372
beim 204ten American Chemical Society National Meeting, Organic
Chemistry Division, Washington, DC, 23. bis 28. August 1992) und
Analoga davon. Beispiele für
Glycosidase-Inhibitoren
beinhalten, ohne darauf beschränkt
zu sein, Castanospermin, Castanospermin-6-butrylester, N-Butyl-1-desoxynojirimycin,
N-Butyl-1-desoxynojirimycinperbutrylester und Analoga und Proarzneimittel
davon.
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Die
therapeutischen Mittel können
als separate Zusammensetzungen formuliert werden, die im Wesentlichen
zur selben Zeit gegeben werden oder es können die therapeutischen Mittel
als Einzelzusammensetzungen gegeben werden, so dass alle Wirkstoffe
in therapeutisch wirksamer Menge in dem Patienten vorhanden sind.
Alternativ kann das therapeutische Mittel dem Patienten zu verschiedenen
Zeiten verabreicht werden, so dass nur ein oder zwei Wirkstoffe
zu einer Zeit in einer therapeutisch wirksamen Menge in dem Patienten
vorhanden sind.
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Die
erfindungsgemäßen Verbindungen
und Verfahren sind wirksame antivirale Verbindungen und sind insbesondere
wie oben gezeigt wirksame retrovirale Inhibitoren. Es wird in Betracht
gezogen, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen
auch weitere Retroviren hemmen werden, wie zum Beispiel weitere
Lentiviren, insbesondere weitere Stämme von HIV, zum Beispiel HIV-2,
das menschliche T-Zell-Leukämie-Virus,
das Rous-Sarkoma-Virus, das Katzen-Immundefizienz-Virus und dergleichen.
Daher sind die erfindungsgemäßen Verbindungen
bei der Behandlung und/oder Prophylaxe retroviraler Infektionen
wirksam.
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Die
erfindungsgemäßen Verbindungen
und Verfahren sind ebenfalls bei der Verhütung des Wachstums von Retroviren
in einer Lösung
wirksam. Sowohl mensch liche als tierischen Zellkulturen, wie T-Lymphozyten-Kulturen,
werden für
eine Vielzahl gut bekannter Zwecke verwendet, wie zum Beispiel für Forschungs- und
Diagnoseverfahren einschließlich
als Kalibratoren und Kontrollen. Vor und während des Wachstums und der
Lagerung einer Zellkultur können
die erfindungsgemäßen Verbindungen
in einer wirksamen Konzentration zum Zellkulturmedium gegeben werden,
um unerwartete und unerwünschte
Replikation eines Retrovirus zu verhüten, das unabsichtlich und
unwissentlich in der Kultur zugegen sein kann. Das Virus kann ursprünglich in der
Zellkultur zugegen gewesen sein, so ist zum Beispiel für HIV bekannt,
dass es in menschlichen T-Lymphozyten vorliegt, lange bevor es im
Blut nachweisbar ist oder durch Exposition gegenüber dem Virus in die Kultur gelangt
sein. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen und Verfahren
verhüten
die unwissentliche oder unbeabsichtigte Exposition des Forschers
oder Arztes gegenüber
einem potentiell tödlichen
Retrovirus.