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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
Verfahren, die zur Behandlung von Cryptococcus neoformans, Cryptosporidium
parvum und Candida albicans mit substituierten Carbazolen anwendbar
ist.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Pentamidin wird zur Behandlung von
Pneumocystis carinii Pneumonia oder "PCP" verwendet.
Die Bedeutung des Pentamidins hat in letzter Zeit dramatisch zugenommen,
was auf die starke Zunahme von Patienten zurückzuführen ist, die an PCP leiden.
Die Zunahme bei der betroffenen Patientengruppe ist eine bedauerliche
Folge des verstärkten
Auftretens des "Acquired
Immunodeficiency Syndrome" (AIDS).
Gegenwärtig schätzt man,
dass sich näherungsweise
70% der AIDS-Patienten PCP zuziehen. Aufgrund des hohen Befalls von
PCP bei AIDS-Patienten hat Pentamidin nicht nur eine Nutzanwendung
bei der Behandlung von PCP gefunden sondern auch als Prophylaxe
bei der Verhütung
oder Verzögerung
des ersten Einsetzens oder des Wiederauftretens von PCP speziell
bei AIDS-Patienten. Gegenwärtig
wird das Pentamidin am häufigsten
als therapeutisches Mittel durch intravenöse Infusion und als prophylaktisches
Mittel durch Aerosol-Dosierung verabreicht.
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Allerdings ist eine bedauerliche
Nebenwirkung des Pentamidins seine Toxizität. Einige Todesfälle waren
zurückzuführen auf
schwere Hypotonie, pathologische Verminderung des Blutzuckers und
kardiale Arrhythmien bei Patienten, die mit Pentamidin behandelt
wurden. Im Gegensatz dazu kann eine unzureichende Dosierung zu einer
Ausbreitung der Erkrankung über
die Lunge hinaus führen,
einer Erscheinung, die von einer schlechten Prognose begleitet ist.
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Aufgrund der Kosten und der Toxizität ist die
Anwendung von Pentamidin gegenwärtig
beschränkt. Eine
therapeutische Medikamentenüberwachung
kommt nicht zur Anwendung, was auf die Kosten und Kompliziertheit
der gegenwärtig
verfügbaren
Assaymethoden zurückzuführen ist,
die eine Abnahme des Plasmas und eine Analyse der Hochleistungsflüssigchromatographie
erfordern. Als Ergebnis ist die Toxizität von Pentamidin ein bedeutendes
Thema, das den Markt in Richtung auf die Entwicklung von Pentamidin-Ersatzstoffen bewegt,
die in der Lage sind, die unerwünschten
Nebenwirkungen im Zusammenhang mit dem Gebrauch von Pentamidin zu
vermeiden oder auf ein Minimum herabzusetzen.
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Das Referat in Chemical Abstracts,
Bd. 118, Nr. 25, vom 12. Juni 1993, Ram et al., beschreibt monokationische
Carbazolverbindungen, die über
eine Wirksamkeit gegen Protozoa Leishmania verfügen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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In einem ersten Aspekt gewährt die
vorliegende Erfindung die Verwendung einer Verbindung der Formel
I:
worin
sind:
X befindet sich in den para- oder meta-Stellungen und
ist ein lineares oder verzweigtes C
1-C
4-Allcyl, ein lineares oder verzweigtes C
1-C
4-Alkoxy, Alkoxyalkyl,
Hydroxyalkyl, Aminoalkyl, Alkylaminoalkyl, Cycloalkyl, Aryl, Alkylaryl,
Halogen oder
worin sind:
jedes R
2 unabhängig
ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus H, einem linearen oder verzweigten C
1-C
4-Alkyl, Alkoxyalkyl,
Hydroxyalkyl, Aminoalkyl, Alkylaminoalkyl, Cycloalkyl, Aryl oder
Alkylaryl; oder zwei R
2-Gruppen bilden gemeinsam
ein C
2-C
10-Alkylen
oder zwei R
2-Gruppen bilden gemeinsam
worin m 1 bis 3 beträgt und R
4 H ist;
oder -CONHR
5NR
6R
7, worin R
5 ein lineares oder verzweigtes C
1-C
4-Alkyl ist, R
6 und R
7 sind jeweils
unabhängig ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus H und linearem oder verzweigtem C
1-C
4-Alkyl; jedes R
8 ist unabhängig ausgewählt aus der Gruppe, bestehend
aus H, linearem oder verzweigtem C
1-C
4-Alkyl, Alkoxyalkyl, Hydroxyalkyl, Aminoalkyl,
Alkylaminoalkyl, Cycloalkyl, Aryl oder Alkylaryl; oder zwei R
8-Gruppen bilden gemeinsam ein C
2-C
10-Alkylen; R
9 ist
H, Hydroxy, lineares oder verzweigtes C
1-C
4-Alkyl, Alkoxyalkyl, Hydroxyalkyl, Aminoalkyl,
Alkylaminoalkyl, Cycloalkyl, Aryl oder Alkylaryl;
R
3 ist H, Hydroxy, lineares oder verzweigtes
C
1-C
4-Alkyl, Alkoxyalkyl,
Hydroxyalkyl, Aminoalkyl, Alkylaminoalkyl, Cycloalkyl, Aryl oder
Alkylaryl;
R
1 ist H, lineares oder
verzweigtes C
1-C
4-Alkyl,
Alkoxyalkyl, Hydroxyalkyl, Aminoalkyl, Alkylaminoalkyl, Cycloalkyl,
Aryl, Alkylaryl oder Halogen; oder ein pharmazeutisch verträgliches
Salz davon, und zwar in der Herstellung eines Medikaments zur Behandlung
oder Prophylaxe von Cryptococcus neoformans-Infektion.
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Gegenwärtig bevorzugte Verbindungen
der Formel I schließen
ein, ohne auf diese beschränkt
zu sein: 2,7-Diamidinocarbazol-dihydrochlorid, 3,6-Diisopropylamidinocarbazol-dihydrochlorid,
3,6-Bis(2-imidazolinyl)-9-methylcarbazol-dihydrochlorid,
3,6-Bis[1,4,5,6-tetrahydropyrimidinyl)]-9-methylcarbazoldihydrochlorid und
pharmazeutisch zulässige
Salze davon.
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In einem zweiten Aspekt gewährt die
vorliegende Erfindung die Verwendung einer Verbindung der vorgenannten
Formel I in der Herstellung eines Medikaments für die Behandlung oder Prophylaxe
von C. parvum.
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In einem dritten Aspekt gewährt die
vorliegende Erfindung die Verwendung einer Verbindung der vorgenannten
Formel I in der Herstellung eines Medikaments zur Behandlung oder
Prophylaxe von C. albicans.
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Der hierin verwendete Begriff "niederes Alkyl" bezieht sich auf
lineares oder verzweigtes C1- bis C4-Alkyl, wie beispielsweise Methyl, Ethyl,
Propyl, Butyl, Isopropyl, sec-Butyl und tert-Butyl. Methyl ist gegenwärtig bevorzugt.
Der hierin verwendete Begriff "Cycloalkyl" bezieht sich auf
cyclisches C3- bis C6-Alkyl, wie beispielsweise
Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl und Cyclohexyl. Cyclohexyl
ist gegenwärtig
bevorzugt. Der hierin verwendete Begriff "Aryl" bezieht
sich auf cyclische, aromatische C3- bis C10-Gruppen,
wie beispielsweise Phenyl, Naphthyl und dergleichen und schließt substituierte
Aryl-Gruppen ein,
wie beispielsweise Tolyl. Der hierin verwendete Begriff "Hydroxyalkyl" bezieht sich auf
lineares oder verzweigtes, Hydroxy-substituiertes C1-
bis C4-Alkyl, d. h. -CH2OH,
-(CH2)2OH, usw.
Der hierin verwendete Begriff "Aminoalkyl" bezieht sich auf
lineares oder verzweigtes, Amino-substituiertes C1-
bis C4-Alkyl, worin der Begriff "Amino" die Gruppe NR'R'' bedeutet, worin
R' und R'' gestrichen unabhängig ausgewählt sind aus H oder niederem
Alkyl entsprechend der vorgenannten Festlegung, d. h. - NH2,
-NHCH3, -N(CH3)2, usw. Der hierin verwendete Begriff "Oxyalkyl" bedeutet Sauerstoff
substituiertes C1- bis C4-Alkyl,
d. h. -OCH3, und der hierin verwendete Begriff "Oxyaryl" bedeutet Sauerstoff
substituierte, cyclische aromatische C3-
bis C10-Gruppen.
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Wie vorstehend ausgeführt, sind
die Medikamente der vorliegenden Erfindung verwendbar zum Behandeln
von Infektionen, die durch C. neoformans, C. parvum und C. albicans
hervorgerufen werden. Die Medikamente der vorliegenden Erfindung
sind zum Behandeln dieser Erkrankungen insofern verwendbar, dass sie
das Einsetzen, Wachstum oder die Ausbreitung der Erkrankung hemmen,
eine Regression der Erkrankung bewirken, die Erkrankung heilen oder
auf andere Weise das allgemeine Wohlbefinden eines davon betroffenen Patienten
verbessern oder die Gefahr einer Erschwerung der Erkrankung.
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Bei den mit den Medikamenten der
vorliegenden Erfindung zu behandelnden Patienten handelt es sich im
typischen Fall um Humanpatienten, obgleich die Medikamente der vorliegenden
Erfindung bei jedem beliebigen geeigneten Patienten für den Fachmann
auf dem Gebiet verwendbar sind.
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Wie vorstehend ausgeführt können die
Medikamente als pharmazeutische Zubereitungen bereitgestellt werden,
die die vorgenannten Verbindungen der Formel I oder pharmazeutisch
zulässige
Salze davon in pharmazeutisch zulässigen Trägern für die Aerosol-, orale und parenterale
Verabreichung bereitstellen, wie nachfolgend detaillierter diskutiert
wird. Auch können
die Medikamente Verbindungen oder Salze davon aufweisen, die lyophilisiert
worden sind und die unter Erzeugung pharmazeutischer zulässiger Zubereitungen
für die
Verabreichung wiederhergestellt werden können, wie beispielsweise durch
intravenöse
oder intramuskulare Injektion.
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Die therapeutisch wirksame Dosismenge
jeder beliebigen spezifischen Verbindung, deren Verwendung in der
Herstellung eines Medikaments im Geltungsbereich der vorliegenden
Erfindung liegt, kann von Verbindung zu Verbindung, von Patient
zu Patient etwas variieren und wird von dem Zustand des Patienten und
von dem Zuführungsweg
abhängen.
Generell wird eine Dosierung von etwa 0,1 bis etwa 50 mg/kg eine therapeutische
Wirkung erzielen, wobei noch höhere
Dosierugen potentiell bei oraler und/oder Aerosol-Verabreichung
einsetzbar sind. Die Toxizitätsprobleme
bei der höheren
Menge können
die intravenösen
Dosierungen auf einen geringeren Wert einschränken, wie beispielsweise bis
zu etwa 10 mg/kg, wobei alle Gewichtsangaben auf das Gewicht des
Wirkstoffes bezogen sind, einschließlich in den Fällen, in
denen ein Salz zum Einsatz gelangt. Im typischen Fall wird eine
Dosierung von etewa 0,5 mg/kg bis etwa 5 mg/kg bei einer intravenösen oder
intramuskularen Verabreichung eingesetzt. Eine Dosierung von etwa
10 mg/kg bis etwa 50 mg/kg kann bei oraler Verabreichung zum Einsatz
gelangen. Die Dauer der Behandlung beträgt in der Regel 1 Mal täglich für eine Dauer
von 2 bis 3 Wochen oder bis die Infektion weitgehend kontrolliert
ist. Geringere Dosierungen, die weniger häufig gegeben werden, können angewendet
werden, um den Wiederbefall der Infektion zu verhindern oder einzuschränken.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann eine Verbindung der Formel I oder ein pharmazeutisch zulässiges Salz
davon oral oder durch Inhalation eines Feststoffes verabreicht werden
oder kann intramuskulär oder
intravenös
als eine Lösung,
Suspension oder Emulsion verabreicht werden. Alternativ können die
Verbindung oder das Salz auch durch Inhalation, intravenös oder intramuskulär als eine
liposomale Suspension verabreicht werden. Bei Verabreichung durch
Inhalation sollten die Verbindung oder das Salz in Form einer Mehrzahl
fester Partikel oder Tröpfchen
mit einer Partikelgröße von etwa
0,5 bis etwa 5 Mikrometer und bevorzugt von etwa 1 bis etwa 2 Mikrometer
vorliegen.
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Die Medikamente der vorliegenden
Erfindung können
außerdem
als pharmazeutische Zusammensetzungen bereitgestellt werden, die
für die
intravenöse
oder intramuskuläre
Injektion geeignet sind. Die pharamzeutischen Zusammensetzungen
weisen eine Verbindung der Formel I oder ein pharmazeutisch zulässiges Salz
davon in einem beliebigen pharmazeutisch zulässigen Träger auf. Sofern eine Lösung angestrebt
wird, ist Wasser die Trägersubstanz
der Wahl im Bezug auf wasserlösliche
Verbindungen oder Salze. Im Bezug auf die wasserunlöslichen
Verbindungen oder Salze kann ein organisches Vehikel geeignet sein,
wie beispielsweise Glycerin, Propylenglykol, Polyethylenglykol oder
Mischungen davon. In dem letzteren Fall kann das organische Vehikel
eine wesentliche Menge Wasser enthalten. Die Lösung kann sodann in beiden
Fällen
in jeder beliebigen geeigneten Weise sterilisiert werden, vorzugsweise
durch Filtrieren durch ein 0,22 Mikrometer-Filter. Nach der Sterilisierung
kann die Lösung
in geeignete Behälter
abgefüllt
werden, wie beispielsweise in ausgeflammte Glasampullen. Selbstverständlich sollte
das Abfüllen
nach einer aseptischen Methode erfolgen. Anschließend können auf
die Ampullen sterilisierte Verschlüsse aufgebracht werden und
nach Erfordernis die Inhaltsstoffe der Ampulle lyophilisiert werden.
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Zusätzlich zu den Verbindungen
der Formel I oder ihren Salzen können
die pharmazeutischen Zusammensetzungen andere Additive enthalten,
wie beispielsweise pH-Wert justierende Additive. Besonders nützliche
Mittel zur pH-Wert-Einstellung schließen Säuren ein, wie beispielsweise
Salzsäure,
Basen oder Puffer, wie beispielsweise Natriumlactat, Natriumacetat,
Natriumphosphat, Natriumcitrat, Natriumborat oder Natriumgluconat.
Ferner können
die Zusammensetzungen mikrobielle, keimtötende Mittel enthalten. Verwendbare
mikrobielle, keimtötende
Mittel schließen
Methylparaben, Propylparaben und Benzylalkohol ein. Das mikrobielle, keimtötende Mittel
wird im typischen Fall eingesetzt, wenn die Zubereitung in eine
Ampulle gegeben wird, die für
eine Anwendung mit Mehrfachdosierung vorgesehen ist. Selbstverständlich lassen
sich, wie ausgeführt,
die pharmazeutischen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung
unter Anwendung auf dem Gebiet bekannter Methoden lyophilisieren.
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Das Medikament kann bereitgestellt
werden als eine injizierbare, stabile, sterile Zusammensetzung, die
eine Verbindung der Formel I oder ein Salz davon in Form einer Einheitsdosierung
in einem versiegelten Behälter
aufweist. Die Verbindung oder das Salz wird in Form eines Lyophilisates
bereitgestellt, das in der Lage ist, mit einem pharmazeutisch zulässigen Träger zur
ursprünglichen
Konzentration verdünnt
zu werden, um eine flüssige
Zusammensetzung zu erzeugen, die zu ihrer Injektion bei einem Menschen
geeignet ist. Die typische Form der Einheitsdosierung weist etwa
10 mg bis etwa 10 g der Verbindung oder des Salzes auf. Wenn die
Verbindung oder das Salz weitgehend wasserunlöslich sind, kann eine ausreichende
Menge eines Emulgiermittels, das physiologisch akzeptabel ist, in
ausreichender Menge eingesetzt werden, um die Verbindung oder das
Salz in einem wässrigen
Träger
zu emulgieren. Ein solches verwendbares Emulgiermittel ist Phosphatidylcholin.
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Es lassen sich aus den wasserunlöslichen
Verbindungen der Formel I oder den Salzen davon andere pharmazeutische
Zusammensetzungen herstellen, wie beispielsweise Emulsionen auf
wässriger
Basis. In einem solchen Fall wird die Zusammensetzung eine ausreichende
Menge eines pharmazeutisch zulässigen Emulgiermittels
enthalten, um die gewünschte
Menge der Verbindung der Formel I oder eines Salzes davon zu emulgieren.
Besonders verwendbare Emulgiermittel schließen Phosphatidylcholin und
Lecithin ein.
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Ferner kann das Medikament in Form
liposomaler Zubereitungen der Verbindungen der Formel I und der
Salze davon vorliegen. Die Technik für die Erzeugung liposomaler
Suspensionen ist auf dem Gebiet gut bekannt. Wenn die Verbindung
der Formel I oder ein Salz davon ein wasserlösliches Salz sind, können diese unter
Anwendung einer konventionellen Liposom-Technik in Lipid-Vesikel
eingearbeitet werden. In einem solchen Fall werden infolge der Wasserlöslichkeit
der Verbindung oder des Salzes die Verbindung oder das Salz im Inneren
des hydrophilen Zentrums oder Kerns der Liposomen weitgehend eingeschlossen.
Die zum Einsatz gelangende Lipidschicht kann jede beliebige konventionelle
Zusammensetzung sein und kann entweder Cholesterin enthalten oder
kann cholesterinfrei sein. Wenn die in Frage kommende Verbindung
oder das Salz wasserunlöslich
sind, kann wiederum unter Einsatz konventioneller Technik der Liposomerzeugung
das Salz im Inneren der hydrophoben Lipiddoppelschicht weitgehend
eingeschlossen sein, die die Struktur des Liposom bildet. In beiden
Fällen
können
die erzeugten Liposomen größenreduziert
werden, wie beispielsweise durch die Anwendung von Standardmethoden
der Beschallung und Homogenisierung.
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Selbstverständlich lassen sich die liposomalen
Zubereitungen, die die Verbindungen der Formel I oder Salze davon
enthalten, lyophilisieren, um ein Lyophilisat zu erzeugen, das mit
einem pharmazeutisch zulässigen
Träger,
wie beispielsweise Wasser, auf seine ursprüngliche Konzentration verdünnt werden
kann, um eine liposomale Suspension zu erzeugen.
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Außerdem werden pharmazeutische
Zubereitungen gewährt,
die für
die Verabreichung als Aerosol durch Inhalieren geeignet sind. Diese
Zubereitungen weisen eine Lösung
oder eine Suspension der gewünschten
Verbindung der Formel I oder ein Salz davon oder eine Mehrzahl von
Feststoffpartikeln der Verbindung oder des Salzes auf. Die gewünschte Zubereitung
kann in eine kleine Kammer gegeben und zerstäubt werden. Das Zerstäuben kann
durch Druckluft erfolgen oder durch Ultraschallenergie, um eine
Mehrzahl von Flüssigkeitströpfchen oder
Feststoffpartikeln zu erzeugen, die die Verbindungen oder die Salze
aufweisen. Die Flüssigkeitströpfchen oder
Feststoffpartikel sollten eine Partikelgröße im Bereich von etwa 0,5
bis etwa 5 Mikrometer haben. Die Feststoffpartikel können erhalten
werden, indem die feste Verbindung der Formel I oder ein Salz davon
in einer beliebigen geeigneten Weise verarbeitet werden, die auf
dem Gebiet bekannt ist, wie beispielsweise durch Mikronisierung.
Am meisten bevorzugt beträgt
die Größe der Feststoffpartikel
oder Tröpfchen
etwa 1 bis etwa 2 Mikrometer. Hierzu sind kommerzielle Zerstäuber verfügbar, um
diese Aufgabe zu lösen.
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Vorzugsweise wird, wenn die pharmazeutische
Zubereitung zur Verabreichung als ein Aerosol in Form einer Flüssigkeit
geeignet ist, die Zubereitung eine wasserlösliche Verbindung der Formel
I oder ein Salz davon in einem Träger aufweisen, der Wasser aufweist.
Es kann ein Tensid vorhanden sein, das die Oberflächenspannung
der Zubereitung ausreichend herabsetzt, um zur Erzeugung von Tröpfchen innerhalb
des angestrebten Größenbereichs
zu führen,
wenn diese einer Zerstäubung
unterworfen werden.
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Wie ausgeführt, können die Medikamente sowohl
wasserlösliche
als auch wasserunlösliche
Verbindungen und Salze aufweisen. Der in der vorliegenden Patentbeschreibung
verwendete Begriff "wasserlöslich" soll eine beliebige
Zusammensetzung festlegen, die in Wasser in einer Menge von etwa
50 mg/ml oder darüber löslich ist.
Der ebenfalls in der vorliegenden Beschreibung verwendete Begriff "wasserunlöslich" soll eine beliebige
Zusammensetzung festlegen, die eine Löslichkeit in Wasser von weniger
als etwa 20 mg/ml hat. Bei bestimmten Anwendungen können wasserlösliche Verbindungen
oder Salze wünschenswert
sein, obgleich bei anderen Anwendungen ähnlich wasserunlösliche Verbindungen
oder Salze wünschenswert
sind.
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Beispiele für Verbindungen, die für die vorgenannte
Formel (I) exemplarisch sind, schließen ein, ohne auf diese beschränkt zu sein:
- (1) 3,6-Diamidinocarbazol-dihydrochlorid
- (2) 3,6-Diisopropylamidinocarbazol-dihydrochlorid
- (3) 3,6-Bis(2-imidazolinyl)carbazol-dihydrochlorid
- (4) 3,6-Bis(2-imidazolinyl)-9-methylcarbazol-dihydrochlorid
- (5) 9-Cyclohexylmethyl-3,6-bis(2-imidazolinyl)carbazol-dihydrochlorid
- (6) 3,6-Bis[2-(1,4,5,6-tetrahydropyrimidinyl)]-9-methylcarbazol-dihydrochlorid
- (7) 3,6-Bis[2-(1,4,5,6-tetrahydropyrimidinyl)]-9-cyclohexyhnethylcarbazol-dihydrochlorid
- (8) 3,6-Bis[2-imidazolinyl)-2-benzimidazoyl]carbazol-tetrahydrochlorid
- (9) 2,7-Diamidinocarbazol-dihydrochlorid
- (10) 2,7-Bis(2-imidazolinyl)carbazol-dihydrochlorid.
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Die Verbindungen, die zur Ausführung der
vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, lassen sich nach Methoden
herstellen, die dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt sind und speziell
angesichts der nachfolgend ausgeführten Offenbarung und Beispiele.
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Wie ausgeführt, können die in der vorliegenden
Erfindung verwendeten Verbindungen als pharmazeutisch zulässige Salze
vorliegen. Derartige Salze schließen ein: Gluconat-, Lactat-,
Acetat-, Tartrat-, Citrat-, Phosphat-, Borat-, Nitrat-, Sulfat-
und Hydrochlorid-Salze.
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Die Salze der vorliegenden Erfindung
können
allgemein hergestellt werden, indem 2 Äquivalente der Verbindung der
Pyrimidin-Base mit der gewünschten
Säure in
Lösung
umgesetzt werden. Nach beendeter Reaktion werden die Salze aus Lösung durch
Zusatz einer geeigneten Menge eines Lösemittels auskristallisiert, in
welchem das Salz unlöslich
ist.
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Methoden der Bekämpfung mit den Verbindungen
der vorgenannten Formel I werden weitgehend in der gleichen Weise
ausgeführt,
wie sie vorstehend beschrieben wurden, und pharmazeutische Zubereitungen der
Verbindungen der Formel I zur Bekämpfung werden weitgehend in
der gleichen Weise hergestellt, wie vorstehend ausgeführt wurde.
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Methoden zum Bekämpfen von C. neoformans, C.
parvum und C. albicans mit den Verbindungen der vorgenannten Formel
I werden weitgehend in der gleichen Weise ausgeführt, wie sie vorstehend genannt
wurden, und pharmazeutische Zubereitungen der Verbindungen der Formel
I zum Bekämpfen
von C. parvum, C. neoformans und C. albicans werden in weitgehend
der gleichen Weise hergestellt, wie sie vorstehend ausgeführt wurden.
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Wie bereits ausgeführt, können die
Verbindungen nach auf dem Gebiet bekannten Methoden hergestellt
werden. Beispielsweise können
die Verbindungen der vorgenannten Formel I hergestellt werden, indem zunächst ein
geeignetes Intermediat hergestellt wird, wie beispielsweise 2,4-Bis(4-bromphenyl)pyrimidin.
Das Intermediat wird durch die von der Base unterstützte Kondensation
von 4-Brombenzamidin
und 1-Dimethylamino-3-dimethylimmonio-1-(4-bromphenyl)-1-propen
nach der Methode von R. Wagner, et al., hergestellt, Chem. Ber.
104: 2975 (1971). Das Bisnitril ist leicht durch Umsetzen von Kupfer(I)-cyanid
mit dem auf diese Weise hergestellten Intermediat durch Refluxieren
von DMF nach den Standardmethoden erhältlich. Siehe hierzu J. Spychala,
et al., European J. Med. Chem. 29: 363 (1994). Das Bisnitril wird
umgesetzt zu dem Imidatester mit Hilfe der Pinner-Methodik nach
B. Das, et al., J. Med. Chem. 20: 1219 (1977). Die Verbindungen der
Formel I werden aus dem Imidatester nach bekannten Methoden erhalten.
Siehe hierzu Das, et al., supra. Das nachfolgende Reaktionsschema
1 stellt die vorgenannte Prozedur zum Herstellen von Verbindungen
der Formel I dar.
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Die folgenden Beispiele werden zur
Veranschaulichung der Erfindung gegeben und sind nicht zu ihrer Beschränkung auszulegen.
Beispiel 7 fällt
nicht in den Geltungsbereich der beanspruchten Erfindung. In diesen
Beispielen bedeutet nM Millimol, ml bedeutet Milliliter, mm bedeutet
Millimeter, cm bedeutet Zentimeter, °C bedeutet Grad Celsius, g bedeutet
Gramm, kg bedeutet Kilogramm, Fp bedeutet Schmelzpunkt, MHz bedeutet
Megaherz, M bedeutet Molar, h bedeutet Stunden, eV bedeuten Elektronenvolt,
mA bedeuten Miniampere, IR bedeutet Infrarot, FTIR bedeutet Fourier-Transformations-IR, NMR kernmagnetische
Resonanz, FAB bedeutet Massenspektroskopie, EIMS bedeutet Elektronenionisationsmassenspektrometrie,
DMF bedeutet Dimethylformamid, EtOH bedeutet Ethanol, DMSO bedeutet
Dimethylsulfoxid, TLC bedeutet Dünnschichtchromatographie,
HPLC bedeutet Hochdruckflüssigchromatographie,
UV bedeutet Ultraviolett, sat. bedeutet gesättigt, dec bedeutet Zersetzungspunkt.
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In den folgenden Beispielen wurden
die unkorrigierten Schmelzpunkte auf einen Thomas Hoover-Apparat zur kapillaren
Schmelzpunktmessung oder auf einem Mel-Temp II-Apparat gemessen.
Die IR-Spektren wurden
in Nujol-Mulls oder KBr-Pellets auf einem Perkin-Elmer 1320 oder
einem Michelson 100-FTIR (Bomen, Inc.)-Spektrophotometer gemessen.
Die 1H NMR- und 13C
NMR-Spektren wurden auf den Spektrometern Jeol GX-270, Bruker 300,
Varian Gemini 300 und XL 400 aufgezeichnet. Die chemischen Verschiebungen
sind in "Teilen
pro Million" in
Bezug auf Tetramethylsilan oder Natrium-3-(trimethylsilyl)propionat aufgezeichnet.
Es wurde wasserfreies Ethanol über
Mg unmittelbar vor dem Gebrauch destilliert. Die Reaktionsprodukte
wurden über
P2O5 bei 77° oder 110°C bei 0,2
mmHg getrocknet. Sofern nicht anders angegeben, wurden die Reaktionen
mit Hilfe der TLC auf Siliciumdioxid oder mit Hilfe der Umkehrphasen-HPLC
beobachtet. Die HPLC-Chromatogramme wurden auf einem Hewlett-Packard
1090-Chromatograph unter Verwendung einer Dupont Zorbax Rx C8-Säule (4,6
mm × 25
cm) und einer UV-Detektion (230 nm) aufgezeichnet. Die mobilen Phasen
bestanden aus Mischungen von Acetonitril (5%–67,5% Volumen/Volumen) in
Wasser mit einem Gehalt von 10 mM Tetramethylammoniumchlorid, 10
mM Natriumheptansulfonat und 2,2 mM Phosphorsäure. Die chromatographischen
Daten wurden aufgezeichnet und mit einem Hewlett-Packard 3396-Integrator
analysiert. Die Elektxonenionisationsmassenspektren wurden auf einem
Spektrometer VG 70-SE, einem VG 70-SEQ-Hybrid oder auf einem doppelt
fokussierenden JMS 0-100-Spektrometer aufgezeichnet. Die FAB-Massenspektren wurden auf
einem VG 70-SEQ-Hybrid-Spektrometer (Cäsium-Ionenquelle, 30 kV) aufgezeichnet.
Die Mikroanalysen wurden vom Atlantic Microlab, Norcross, GA, ausgeführt.
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In den Beispielen 1 bis 9 wurden
durchweg die folgenden Bezeichnungen der Verbindungen verwendet.
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BEISPIEL 1
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SYNTHESE DER VERBINDUNG
1
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Die Synthesen der chemischen Strukturen
der Verbindungen 1 bis 8 sind im Reaktionsschema 1 gezeigt.
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Es wurde unter Rühren eine Suspension von 2,48
g (11,4 mM) 3,6-Dibromcarbazol in 3,0 ml (51,2 mM) wasserfreiem
EtOH und 150 ml wasserfreiem 1,4-Dioxan in einem Eis-Salzbad gekühlt und
mit HCl-Gas mit einer
solchen Geschwindigkeit gesättigt,
dass die Reaktionstemperatur unterhalb von 5°C gehalten wurde. Der Kolben
wurde sodann fest verschlossen und die Mischung bei Raumtemperatur
für 21
Tage gehalten, bis lediglich ein schwaches Nitrilband (2200 cm–1)
mit Hilfe der IR-Analyse detektiert wurde. Das Reaktionsgemisch wurde
mit N2-Gas gespült und mit Ether (200 ml) verdünnt. Das
rohe Diimidat wurde unter N2 abfiltriert
und sofort in 100 ml wasserfreiem Ethanol suspendiert. Die Suspension
wurde mit einer Lösung
von 3,97 g NH3 (233 mM) in 100 ml Ethanol
verdünnt.
Die resultierende Lösung
wurde über
Nacht bei 35° bis
50°C in
einem fest verschlossenen Kolben gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde
durch ein Celite 545 filtriert und eingedampft. Der Rückstand
wurde in einer Mischung von heißem
Wasser und Ethanol aufgelöst,
filtriert und mit Aceton verdünnt,
um einen Niederschlag zu ergeben. Der Niederschlag wurde aufgenommen
und mehrere Male aus Wasser-Aceton umkristallisiert, um 0,393 g
(10,6%) weiße
Kristalle zu ergeben. Die resultierenden spektralen und analytischen
Daten, die erhalten wurden, waren folgende: Fp > 360°C, 1H NMR (300 MHz, DMSO-d6)
d12,61(br s, 1H), 9,44 (br s, 4H), 9,16 (br s, 4H), 8,82 (d, J =
1,2 Hz, 2H), 7,99 (dd, J = 8,6 und 1,2 Hz, 2H), 7,79 (d, J = 8,6
Hz, 2H); FAB-MS m/z 252 (MH+ freie Base).
Anal. (C14H13N5, 2HCl, H2O) C,
H, N.
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- a: CuCN, DMF, Δ,
71 h;
- b: (i) EtOH, HCl, 1,4-dioxane, 5–25°C, 17–21 jours; (ii) geeignetes
Amin, EtOH, Δ;
- c: NaH, Halogenalkyl, DMF, Δ;
- d: NH2(CH2)2NH2·2HCl,
310–320°C, 15 min;
- e: CuCN, Quinolin, Δ,
2 h;
- f NH2(CH2)2NH2, NH2(CH2)2NH2·2HCl,
300–310°C, 15–30 min;
- g: NH2(CH2)2NH2, NH2(CH2)2NH2·2HCl,
300–310°C, 15–30 min;
- h: (i) KH, THF, 0°C;
(ii) t-BuLi, –78–25°C; (iii)
DMF, –78–25°C; (iv) H3PO4 1M;
- I: 1,4-Benzochinon, EtOH, Δ,
3,5 h.
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BEISPIEL 2
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SYNTHESE DER VERBINDUNG
2
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Es wurde unter Rühren eine Suspension von 1,645
g (7,59 mM) 3,6-Dicyanocarbazol (Verbindung 14 in 1)
in 3,0 ml (51,4 mM) wasserfreiem EtOH und 130 ml Dioxan entsprechend
der vorstehenden Beschreibung mit HCl-Gas gesättigt. Das rohe Diimidat wurde
nach 17 Tagen aufgenommen und in 30 ml wasserfreiem Ethanol und
15 ml Isopropylamin suspendiert. Die Mischung wurde unter Stickstoff
für 4,5
Stunden refluxiert, bevor weiteres Ethanol und Isopropylamin (jeweils
10 ml) zugesetzt wurden. Diese Mischung wurde für insgesamt 20,5 Stunden refluxiert.
Das Lösemittel
wurde auf einem Rotationsverdampfer abgetrieben, um einen öligen Rückstand
zu ergeben, aus dem ein Feststoff nach Alkalisierung, Ansäuerung und
mehrfachem Eindampfen erhalten wurde. Das Material wurde mehrere
Male aus Ethanol-Wasser-Aceton umkristallisiert, um 0,368 g (11,7%)
eines weißen
Pulvers zu ergeben. Die resultierenden spektralen und analytischen
Daten, die erhalten wurden, waren folgende: Fp: 317°– 318°C; 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)
d 12,59 (br s, 1H), 9,61 (br s, 2H), 9,49 (br s, 2H), 9,11 (br s,
2 H), 8,70 (d, J = 1,5 Hz, 2H), 7,84 (dd, J = 8,6 und 1,5 Hz, 2H),
7,75 (d, J = 8,6, 2H), 4,14 (m, 2H); FAB-MS m/z 336 (MH+ freie
Base). Anal. (C20H25N5, 2HCl) C, H, N.
-
BEISPIEL 3
-
SYNTHESE DER VERBINDUNG
3
-
Es wurde eine Mischung von 2,01 g
(9,27 mM) 3,6-Dicyanocarbazol und 8,36 g (62,9 mM) Ethylendiamin-dihydrochlorid
in einem Achatmörser
pulverisiert und für
15 min bei 310° bis
320°C in
einem Sandbad erhitzt. Das Reaktionsgemisch wurde nahezu vollständig in
150 ml siedendem Wasser aufgelöst.
Die unlöslichen
Feststoffe wurden durch ein Celite 545 abfiltriert. Das Filtrat
wurde auf näherungsweise
25 ml eingeengt und das rohe Produkt durch Verdünnung mit 75 ml Ethanol ausgefällt. Das
Material wurde mehrere Male aus Mischungen von Ethanol und Methanol
oder aus Mischungen der gleichen mit Ether verdünnt umkristallisiert, um 0,310
g (8,9%) blassgelbes Pulver zu ergeben. Die resultierenden spektralen
und analytischen Daten, die erhalten wurden, waren folgende: Fp. > 320°C (dec); 1H NMR (300 MHz, TFA-d)d 8,44
(s, 2H), 7,93 (d, J = 8,6 Hz, 2H), 7,75 (d, J = 8,6 Hz, 2H), 4,26
(s, 8H); FAB-MS m/z 304 (MH+ freie Base).
Anal. (C18H17N5, 2HCl, 0.5H2O)
C, H, N.
-
BEISPIEL 4
-
SYNTHESE DER VERBINDUNGEN
4 BIS 7
-
Die Reaktionen von 6 mM der dicyanaromatischen
Verbindungen 3,6-Dicyano-9-(methyl)carbazol und 3,6-Dicyano-9-(cyclohexylmethyl)carbazol
(Verbindungen 15 und 16 in 1) sowie
Diaminoalkane (75 mM der Base und 80 mM des geeigneten Dihydrochlorids),
um cyclische Amidine 4 bis 7 zu erhalten, wurden in einem Sandbad
bei 300° bis
310°C (15
bis 30 min) ausgeführt.
Sobald die Reaktion anhand der TLC beendet war, wurde das nicht
umgesetzte Dinitril mit Chloroform oder Aceton extrahiert. Das Produkt
wurde aus siedendem Wasser kristallisiert. Die Hydrochloride der
Methyl-Derivate sind in Wasser besser löslich als die Cyclohexylmethylamidine.
Vorzugsweise wird unverändertes
oder zersetztes Material durch Filtration entfernt. Die Base wird
mit Hilfe von 2 M Natriumhydroxid-Lösung ausgefällt und das Hydrochlorid anschließend unter Verwendung
von ethanolischem Chlorwasserstoff hergestellt. Die analytischen
und spektralen Daten waren wie folgt:
-
Verbindung (4): Fp > 300°C; IR (KBr)
3496, 3433, 3103, 2984, 1599, 1491, 1406, 1355, 1317, 1285 cm–1; 1H NMR (D2O): d 7,25
(d, 2H, J = 8,3 Hz), 7,16 (s, 2H), 6,98 (d, 2H, J = 8,3 Hz), 3,95
(s, 8H) 3,30 (s, 3H); 13C NMR (D2O)d 166,5, 145,9, 127,9, 123,2, 122,7, 114,1,
112,3, 47,0, 31,8; EIMS (75 eV, 0,3 mA) m/z 317 (M+ freie
Base). Anal. (C19H19N5, 2HCl, H2O) C,
H, N.
-
Verbindung (5): 2,16 g (71%) weiße Kristalle:
Fp > 300°C, IR (KBr)
3096, 2925, 2844, 1603, 1493, 1418, 1361, 1319, 1288, 1251 cm–1; 1H-NMR (300 MHz, DMSO-d6 )
d 10,79 (br s, 4H), 8,97 (s, 2H), 8,19 (d, 2H, J = 8,8 Hz), 8,09
(d, 2H, J = 8,8 Hz), 4,40 (d, 2H, J = 7,0 Hz), 4,06 (s, 8H), 1,93
(m, 1H), 1,62 (m, 3H), 1,47 (m, 2H), 1,13 (m, 5H); 13C
NMR (75 MHz, DMSO-d6) d 166,1, 145,0, 126,7,
122,3, 121,8, 113,3, 111,7, 50,3, 45,4, 38,4, 31,3, 26,6, 26,1;
EIMS (75 eV, 0,3 mA) m/z 399 (M+ freie Base).
Anal. (C25H29N5, 2HCl, 2H2O) C,
H, N.
-
Verbindung (6): Fp > 300°C; IR (KBr)
3403, 3161, 3020, 1631, 1599, 1493, 1443, 1370, 1316, 1263 cm–1; 1H-NMR (D2O) d 8,04
(s, 2H), 7,56 (d, 2H, J = 8,3 Hz), 7,31 (d, 2H, J = 8,3 Hz), 3,72
(br s 8 H), 3,52 (s, 3H), 2,24 (br s, 4H); 13C-NMR
(D2O) d 162,0, 146,1, 127,0, 124,0, 121,9,
121,1, 112,7, 42,1, 31,8, 21,0; EIMS (75 eV, 0,3 mA) m/z 345 (M+ freie Base). Anal. (C21H23N5, 2HCl, 1.75H2O) C, H, N.
-
Verbindung (7): 1,89 g (61% weiße Kristalle,
Fp > 300°C, IR (KBr)
3146, 3016, 2919, 2849, 1631, 1598, 1445, 1375, 1320 cm–1; 1H NMR (270 MHz, DMSO-d6)
d 10,20 (br s, 4H), 8,79 (s, 2H), 7,99 (d, 2 H, J = 8,8 Hz), 7,85
(d, 2H, J = 8,8 Hz), 4,37 (m, 2H), 3,54 (m, 8H), 2,02 (m, 5H), 1,65
(m, 5H), 1,14 (m, 5H); 13C NMR (67,5 MHz,
DMSO-d6) d 159,1, 143,6, 125,8, 121,7, 120,7,
120,5, 110,6, 48,9, 39,2, 37,7, 30,3, 25,8, 25,2, 18,4; EIMS (75
eV, 0,3 mA) m/z 427 (M+ freie Base). Anal.
(C27H33N5, 2HCl, H2O) C,
H, N.
-
BEISPIEL 5
-
SYNTHESE DER VERBINDUNG
8
-
Es wurde eine Mischung von 0,2354
g (1,503 mM) 3,6-Diformylcarbazol (Verbindung 17 in 1), 0,6380
g (3,000 mM) 4-(2-Imidazolinyl)-1,2-phenylendiamin-hydrochlorid
(Verbindung 18 in 1) und 0,3882 g
(3,5911 mM) 1,4-Benzochinon in 100 ml Ethanol am Rückfluss
für 3,5
Stunden gerührt,
während
sie der Atmosphäre
ausgesetzt waren. Das Reaktionsgemisch wurde in Eis gekühlt und
das ausgefällte
Produkt (als das Dihydrochlorid-Salz) abfiltriert. Dieses Material
wurde in 30 ml heißem
Wasser aufgelöst
und das Tetrahydrochlorid-Salz durch Verdünnung mit 15 ml 4 N HCl-Lösung ausgefällt, um
0,498 g (48,9%) eines Chartreuse-Pulvers mit den folgenden spektralen
und analytischen Charakteristikas zu ergeben: Fp > 360°C; 1H NMR (300 MHz, TFA-d) d 9,25 (s, 2H), 8,74
(s, 2H), 8,40 (d, J = 8,3 Hz), 8,11 (s, 4H), 7,89 (d, J = 8,3 Hz,
2H), 4,32 (s, 8H); FAB- MS m/z 536 (MH+ freie
Base). Anal. (C32H25N9, 4HCl, 3,25H2O)
C, H, N.
-
BEISPIEL 6
-
SYNTHESE DER VERBINDUNGEN
9 UND 10
-
Die Herstellung und chemischen Strukturen
der 2,7-substituierten Verbindungen 9 und 10 sind in Reaktionsschema
2 gezeigt. Die numerierten Verbindungen, auf die nachfolgend Bezug
genommen wird, entsprechen den in 2 angegebenen
Zahlen. Die Herstellung der Verbindungen 9 und 10 umfasst zuerst
die Herstellung von 2,7-Dibromcarbazol (Verbindung 23). Eine veröffentlichte
dreistufige Synthese dieser Verbindung umfasst eine Ullmann-Reaktion
von 2,5-Dibromnitrobenzol (Verbindung 19), um die Biphenyl-Verbindung 20
zu ergeben, die Reduktion der Nitro-Gruppen von 20 mit Zinn/Salzsäure, um
die Diamin-Verbindung 22 zu ergeben, und ein desaminierender Ringschluss,
der durch Nafion-H unter Erzeugung der Carbazol-Verbindung 23 katalysiert
wird. Siehe hierzu Yamato, T. et al., J. Org. Chem. 56, 6248–6250 (1991).
-
Die Reduktion von 20 mit Zinn(II)-chlorid-dihydrat
in refluxierendem Ethanol ergab Diamin 22 der höchsten Reinheit mit einem Schmelzpunkt,
der nahezu 20°C
höher war
als der in der Literatur angegebene Wert, sowie eine Ausbeute von
63%, was lediglich geringfügig
weniger ist, als aus der Zinn/HCl-Reduktion nach der Literatur erhalten
wurde. Siehe hierzu Yamato, et al., supra. Das 3,8-Dibrombenzo[c]cinnolin
(Verbindung 21) wurde als ein geringeres Produkt entweder durch
die Zinn(II)-chlorid-
oder Zinn/HCl-Reduktion isoliert (Ausbeuten 17% bzw. 3%). Die Reduktion
von 20 unter Verwendung von 5% Ruthenium-auf-Kohlenstoff und Hydrazinhydrat
in refluxierendem Ethanol ergab verringerte Mengen an 22 und erhöhte Mengen
an 21. Diese Verbindung wurde auch durch die Reduktion von 20 mit
Lithium-Aluminiumhydrid hergestellt. Benzo[c]cinnoline, wie beispielsweise
21, werden auch durch die Reduktion von 2,2'-Dinitrobiphenylen mit Natriumsulfid
hergestellt (siehe Corbett, J. F. et al., J. Chem. Soc. 5029–5037 (1961)),
Hydrazin-Raney-Nickel (siehe Barton, J. W. und D. J. Lapham, J.
C. S. Perkin Trans. I 1503–1505
(1979)), Hydrazin mit einem Katalysator, hergestellt durch Reduktion
von Nickelnitrat mit Zink (siehe Yun, T. H. et al., J. Chem. Res.
Synop. 10, 336–337 (1992)),
oder elektrochemisch unter Verwendung von Titanoxysulfat (siehe
Martre, A. M., et al., Can J. Chem. 71, 1136–1146 (1993)).
-
Die Nafion-katalysierte Ringschlussreaktion
von 21 zu 23 wird unter Verwendung von 85%iger Phosphorsäure bei
200°C erzielt.
Der Schmelzpunkt des Produktes 23 liegt etwa 25°C höher als der in der Literatur veröffentlichte
Wert. Siehe hierzu Yamoto, et al., supra. Die Reaktion von Dibromid
23 mit Kupfer(I)-cyanid in refluxierendem DMF, um die Dinitrile-Verbindung
24 zu erhalten, ist nach 9 Stunden beendet (im Vergleich zu 70 Stunden
beim 3,6-Regioisomer). Das Dinitril 24 ist sehr viel stärker unter
Pinner-Synthesebedingungen reaktionsfähig als das Regioisomer 14;
die Bildung des Diimidat-Derivats von 24 ist nach 5 Tagen beendet.
Die Reaktion des Diimidat-Derivats von 24 mit Ammoniak ergibt die
neuartige Diamidin-Verbindung 9. Das unvermischte Schmelzen von
24 mit Ethylendiamin-dihydrochlorid ergab Diimidazolin 10.
-
Um die Verbindung 9 zu erhalten,
wurde eine Suspension von 1,68 g (7,74 mM) 2,7-Dicyanocarbazol (Verbindung 22 in 2) in 3,0 ml (51,12 mM) wasserfreiem Ethanol
und 100 ml wasserfreiem 1,4-Dioxan unter Rühren mit HCl-Gas entsprechend
der vorstehenden Beschreibung in der Synthese der Verbindung 1 gesättigt. Das
rohe Diimidat wird nach 5 Tagen Reaktionsdauer aufgenommen. Es wurde
eine Suspension des Diimidats in 15 ml wasserfreiem Ethanol mit
einer Lösung
von 7,26 g Ammoniak in 85 ml Ethanol verdünnt und über Nacht bei 40° in einem
verschlossenen Kolben gerührt.
Das gekühlte
Reaktionsgemisch wurde in 125 ml kalten Ether gegossen und der resultierende
Niederschlag abfiltriert. Das Material wurde ein einziges Mal aus Wasser-Ethanol-Aceton
und 4 Mal aus Wasser-Aceton umkristallisiert, um 0,4820 g (19,2%)
eines hellgelben Pulvers mit den folgenden spektralen und analytischen
Charakteristika zu ergeben: Fp > 360°C (dec); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)
d 12,53 (s, 1 H), 9,52 (s, 4H), 9,27 (s, 4H), 8,49 (d, J = 8,8 Hz,
2H), 8,08 (s, 2H), 7,65 (d, J 8,8 Hz, 2H); FAB-MS m/z 252 (MH+ freie Base). Anal. (C14H13N5, 2HCl) C, H,
N.
-
Um Verbindung 10 zu erhalten, wurde
eine Mischung von 0,9886 g (4,5511 mM) 2,7-Dicyanocarbazol (Verbindung 22 in 2) und 3,00 g (22,6 mM) Ethylendiamin-dihydrochlorid
in einem Achatmörser
pulverisiert und für
30 min bei 320°C
erhitzt. Nach dem Kühlenlassen
wurde das Reaktionsgemisch in 100 ml heißem Wasser aufgelöst und durch
Celite 545 filtriert. Das Fitrat wurde durch Sieden auf näherungsweise
5 ml eingeengt und ein Feststoff aus der Lösung beim Kühlen ausgeschieden. Der Niederschlag
wurde aufgenommen und in Methanol aufgelöst und die Lösung durch
Norit-A (3 mm Schicht) filtriert. Aus dem eingeengten Filtrat wurde
durch Verdünnung
mit Ether ein gelber Feststoff ausgefällt und anschließend aus
heißem
Wasser-EtOH (jeweils 20 ml) umkristallisiert, um 0,3878 g (22,6%)
gelbe Mikrokristalle mit den folgenden Charakteristika zu erhalten:
Fp > 360°C; 1H NMR (300 MHz, CF3 COOH-d6) d 8,36 (d, J = 8,2 Hz, 2H), 8,19 (s, 2H),
7,67 (d, J = 8,2 Hz, 2H), 4,27 (s, 8H); FAB-MS m/z 304 (MH+ freie
Base). Anal. (C18H17N5, 2HCl, 0,9H2O)
C, H, N.
-
-
- a: Cu, DMF, 120°C,
2 h;
- b: Sn, conc. HCl, EtOH, Δ,
1 h;
- c: 85% H3PO4,
200°C, 44
h;
- d: CuCN, DMF, Δ,
9 h;
- e: (1) EtOH, HCl, 1,4-dioxane –5–25°C, 5 d, (ii) EtOH/NH3, 40°C,
16 h,
- f: NH2(CH2)2NH2·2HCl,
310–320°C, 30 min.
-
BEISPIEL 7
-
WIRKSAMKEIT
DER VERBINDUNGEN GEGENÜBER
PNEUMOCYSTIS CARINII
-
Die Wirksamkeit der Verbindungen
gegenüber
P.carinii wurde nach einer bekannten Methode ermittelt. Siehe hierzu
Tidwell, R. R., et al., J. Med. Chem. 33, 1252–1257 (1990); Jones, S. K.,
et al., Antimicrob. Agents Chemother. 34, 1026–1030 (1990); Tidwell, R. R.,
et al., Antimicrob. Agents Chemother. 37, 1713–1716 (1993). Die Induktion
und Behandlung von P. carinii Pneumonia (PCP) wurde mit lediglich
geringfügigen
Abänderungen
an den veröffentlichten
Methoden ausgeführt.
Siehe hierzu Frenkel, J. K. et al., Lab. Invest. 15, 1559 (1966);
Hughes, W. T. et al., Antimicrob. Agents Chemother. 5, 289 (1974).
Verkürzt,
wurden männliche Sprague-Dawley-Ratten
(abgeschirmt aufgezogen, nicht zertifiziert virusfrei) mit einem
Gewicht von 150 bis 200 g jeweils erhalten (Hilltop Laboratories,
Scottsdale, PA). Unmittelbar nach der Ankunft wurden die Tiere einzeln
in einen Käfig
gesperrt und mit einer proteinarmen Kost (8%) und Trinkwasser mit
einem Gehalt von Tetracyclin (0,5 mg/ml) und Dexamethason (1,0 μ/ml) begonnen.
Diese Diät
wurde für
8 Wochen fortgesetzt. Zu Beginn der 7. Woche wurden die Tiere in
4 Gruppen von 8 oder mehr aufgeteilt und die Testverbindungen für 14 Tage
mit einer einzelnen Dosis einer IV-Injektion verabreicht. Generell
betrug die tägliche
Dosis 5 mg/kg Körpergewicht
und wurde in 0,4 ml Kochsalzlösung
aufgelöst.
Als Kontrollen wurden mit Salz und Pentamidin behandelte Gruppen
einbezogen.
-
Am Ende der 8. Woche wurden die Tiere
durch Chloroforminhalation getötet.
Die rechte Lunge wurde in situ mit 10% Formalin aufgebläht und für die histologische
Untersuchung fixiert. Das Lungengewebe wurde in der Längsachse
sektioniert und an GMS-Farblösung
exponiert, die selektiv in den Wänden
der P. carinii-Zysten identifiziert wurde.
-
Die linke Lunge wurde gewogen, durch
ein Drahtmaschensieb Nr. 60 zerkleinert und in einer 1 : 10 (Gewicht/Volumen)
10 mM (3-Mercaptoethanol-Hanks'-balancierten
Salzlösung
(HBSS) ohne Kationen suspendiert. Es wurden Objektträger durch
Betupfen mit 5 μl
Lungenhomogenat, verdünnt
mit 1 : 10 in HBSS mit β-Mercaptoethanol
vorbereitet und an der Luft trocknen gelassen. Die Objektträger wurden
mit Kresylviolett gefärbt
und die Zysten mit Hilfe eines Blind-Protokolls gezählt. Die
Zahl der Zysten pro Gramm Original-Lungengewebe wurde berechnet
und die Gruppen in Prozentanteilen zu den mit Salzlösung behandelten
Kontrollen aufgezeichnet.
-
Wie aus Tabelle 1 zu entnehmen ist,
zeigte die Mehrzahl der getesteten Verbindungen eine hervorragende
Wirksamkeit in dem Rattenmodell der P. carinii-Pneumonia. Die Anti-P.
carinii-Aktivität
wurde durch die Verringerung der Zystenzahl pro Gramm Lungengewebe
bei den behandelten Tieren im Vergleich zu den unbehandelten Kontrollen
gemessen. Der Anti-P. carinii-Wert für jede Verbindung wurde ausgedrückt in Prozent Zysten
in der Behandlungsgruppe im Vergleich zu der Kontrollgruppe. Lediglich
Verbindungen 5, 7 und 8 zeigten kein signifikant stärkeres Anti-P.
carinii als das Kontrollmedikament Pentamidin. Verbindung 3 zeigte über eine
Eintragung eine größere Wirksamkeit
im Vergleich zu Pentamidin. Es sollte beachtet werden, dass Verbindung
3 mit der halben Dosierung des Pentamidins getestet wurde, wie das
bei allen Carbazolen der Fall war.
-
Als eine Serie enthielten die getesteten
Carbazole einige der wirksamsten Anti-P. carinii-Mittel, die in mehreren
Jahren der Medikamentenprüfung
auf P. carinii-Pneumonia getestet wurden. Siehe hierzu Jones, S. K.
et al., Antimicrob. Agents Chemother. 34, 1026–1030 (1990); Tidwell, R. R.
et al., Pneumocystis carinii, (Walzer, P., ed.; Marcel Decker: New
York) S. 561–583
(1993); Tidwell, R. R. et al., J. Protozool. 36, 74S–76S (1989);
Donkor, I. O., et al., J. Med Chem. 37, 4554–4557 (1994); Tidwell, R. R.
et al., Antimicrob. Agents Chemother. 37, 1713–1716 (1993). Verbindung 3
lieferte den geringsten prozentualen Anteil von Zysten aller vorher
getesteten Verbindungen.
-
-
BEISPIEL 8
-
BINDEN VON
VERBINDUNGEN AN DNA
-
Das DNA-Bindungsvermögen wurde
für jede
der Verbindungen ermittelt, da eine frühere Arbeit ermittelt hatte,
dass das Binden von dikationischen Molekülen an DNA eine Vorbedingung
für deren
antimikrobielle Wirksamkeit ist. Siehe hierzu Tidwell, R. R., et
al., Antimicrob. Agents Chemother. 37, 1713–1716 (1993); Bell, C. A.,
et al., Antimicrob. Agents Chemother. 35, 1099–1107 (1991). Das DNA-Binden der Verbindungen
wurde ermittelt anhand der Änderung
des Schmelzens der DNA-Bindung gegenüber den Versuchsverbindungen. Diese
Methode ist gut dokumentiert und wurde als eine Standardmethode
zur Ermittlung der Stärke
des DNA-Bindens erhoben. Siehe Cory, M. et al., J. Med. Chem. 25,
431–438
(1992). Verkürzt
gesagt, wurde ein UV/vis-Spektrophotometer mit einem Kyvettenwechsler
mit einem Mikrocomputer zusammengeschaltet, der die Kyvettentemperatur
und die Daten des DNA-Absorptionsspektrums bei 259 nm aufzeichnete,
wenn die Probe mit einer Geschwindigkeit von 18°C/h erhitzt wurde. Als dekadisches
Anfangs-Absorptionsmaß wurde Kälberthymus-DNA
bei 0,3A259 verwendet. Der Mittelpunkt jeder
Denaturierungskurve wurde nach graphischer Auswahl auf dem Computer
aus der Absorptionstemperatur zu Beginn und am Ende jeder Kurve
für jeden
Versuch ermittelt. DNA oder an Versuchsverbindung gebundene DNA
wurden in jedem Versuch eingesetzt und die ΔTm-Werte aus dem Polynucleotid-Tm für
diesen Versuch ermittelt. Je größer die
Schmelzpunktänderung ist,
um so wirksamer ist die DNA-Bindung der Moleküle. Die in Tabelle 1 aufgezeichneten
Daten, repräsentieren
den Mittelwert mindestens zweier Bestimmungen von ΔTm.
-
Tabelle 1 veranschaulicht, dass die
Stärke
der DNA-Bindung nicht in Korrelation mit dem Anti-P. carinii-Vermögen steht.
Es wurde bereits früher
jedoch berichtet, dass, obgleich ein starkes DNA-Binden eine Vorbedingung
für die
antimikrobielle Wirksamkeit ist, die Stärke des DNA-Bindens nicht notwendigerweise
den Grad der antimikrobiellen Wirkung wiederspiegelt. Siehe hierzu
Cory, M. et al., J. Med. Chem. 25, 431–438 (1992); Fairley, T. et
al., J. Med. Chem. 36, 1846–1753
(1993).
-
Interessanterweise zeigte die Verbindung
8 lediglich eine moderate Wirksamkeit in dem P. carinii-Tiermodell, war jedoch
im hohen Maße
als ein Mittel zum DNA-Binden wirksam. Die geringere Anti-P.carinii-Wirksamkeit
ließ sich
auf die geringe Löslichkeit
und Verteilung dieses größeren Moleküls zurückführen.
-
BEISPIEL 9
-
WIRKSAMKEIT DER VERBINDUNG
9 GEGENÜBER
ANDEREN OPPORTUNISTISCHEN PATHOGENEN
-
Die Wirksamkeit von Verbindung 9
gegenüber
drei zusätzlichen
opportunistischen Pathogenen im Zusammenhang mit AIDS ist in Tabelle
2 gezeigt. Abgesehen von dieser Verbindung gegenüber P. carinii-Infektion im Rattenmodell
gezeigten Wirksamkeit war die Verbindung auch in einem Neonatal-Mausmodell der Cryptosporidium
parvum-Infektion wirksam. Dieses Modell ist detailliert in früheren Veröffentlichungen
beschrieben worden. Siehe hierzu Blagburn, B. L.; et al., Antimicrob.
Agents Chemother. 35, 1520–1523
(1991). Die Wirksamkeit der Verbindung gegen C. parvum wurde durch
anhand einer Verringerung der Zahl von Oozysten gemessen, die in
den Eingeweiden behandelter Mäuse
im Vergleich zu unbehandelten Kontrollen nachgewiesen wurden.
-
Verbindung 9 war außerdem hoch
wirksam in vitro gegenüber
Cryptococcus neoformans und Candida albumins. Die Wirksamkeit der
Verbindung wurde unter Verwendung eines Standards in vitro eines
Assays der fungalen Zellwachstumshemmung bewertet (die Kulturbrühe-Verdünnung der
Prüfung
auf antifungale Empfänglichkeit
von Hefe, vorgeschlagen im Standarddokument M27-P, wurde vom National
Committee for Clinical Laboratory Standards, 1992 validiert). Kurz
gesagt, verwendet man bei dieser Prozedur der Kulturbrühenverdünnung PMI-Medien
und ein Impfgut von 104 Kontrollröhrchen mit dem Medium allein.
Nachdem mit Hilfe der vorgenannten Prozedur die kleinste Inhibitorkonzentration
ermittelt wurde, wurden Röhrchen
ohne sichtbares Wachstum in Subkultur genommen, um die kleinste
fungicide Konzentration unter Anwendung der Kriterien von weniger
als 0,01% Überleben
von ursprünglichem
Impfgut ermittelt. Zwei Organismen wurden getestet: (1) H99, ein
klinisches Isolat von C. neoformans, das gegenüber Azolen und Polyenen in
vitro und in vivo voll empfänglich
war; und (2) A39, ein klinisches Isolat von C. albicans, das gegenüber Azolen
und Polyenen voll empfänglich
war.
-
Die MFC-Werte (kleinste fungicide
Konzentration) für
Verbindung 9 gegenüber
diesen zwei bedeutenden fungalen Infektionen im Zusammenhang mit
AIDS sind in Tabelle 2 gezeigt.
-
Die Daten in Tabelle 2 veranschaulichen
das Potential für
diese Reihe der Verbindungen, insofern sie über ein breites antimikrobielles
Wirkungsspektrum verfügen.
-
-
Die vorstehenden Ausführungen
sollten die vorliegende Erfindung veranschaulichen und sind nicht
zu ihrer Beschränkung
auszulegen. Die Erfindung wird anhand der folgenden Patentansprüche festgelegt.