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Die
vorliegende Erfindung wurde von den National Institutes of Health
mit Unterstützung
der Regierung unter der Bewilligungsnummer 5-UO1-AI33363-03 gemacht.
Die Regierung hat gewisse Rechte an dieser Erfindung.
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren, die bei der Bekämpfung von
Pneumocystis carinii-Pneumonie wertvoll sind, sowie auf dafür nützliche
Verbindungen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Pentamidin
wird zur Behandlung von Pneumocystis carinii-Pneumonie oder "PCP" angewandt.
Die Bedeutung von Pentamidin hat sich aufgrund der deutlichen Zunahme
von an PCP leidenden Patienten dramatisch erhöht. Die Zunahme der betroffenen
Patienten in der Bevölkerung
ist eine unglückliche
Folge der zunehmenden Anwesenheit des Acquired Immunodeficiency
Syndrome ("AIDS"). Man schätzt nun,
daß etwa
70 Prozent der AIDS-Patienten sich PCP zugezogen haben. Wegen der
großen
Häufigkeit
von PCP bei AIDS-Patienten hat sich Pentamidin nicht nur bei der
Behandlung von PCP sondern auch als Prophylaxe zur Verhinderung
oder Verzögerung
des anfänglichen
Ausbruchs oder eines Rückfalls
von PCP, insbesondere bei AIDS-Patienten,
als nützlich
erwiesen. Gegenwärtig
wird Pentamidin ganz allgemein als ein therapeutisches Mittel durch
intravenöse
Infusion und als prophylaktisches Mittel durch Aerosoldosis verabreicht.
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Jedoch
ist die Toxizität
von Pentamidin ein unglückliches
Nebeneffekt. Einige Todesfälle
wurden auf eine schwere Hypotonie, Hypoglykämie und Herzrhythmusstörungen bei
Patienten zurückgeführt, die
mit Pentamidin behandelt worden waren. Andererseits kann eine unzureichende
Dosis zu einer Dissemination der Erkrankung über die Lunge hinaus führen, was
in Verbindung mit einer schlechten Prognose vorkommt.
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Pentamidin
ist gegenwärtig
wegen der Kosten und der Toxizität
begrenzt im Gebrauch. Eine therapeutische Arzneimittelüberwachung
wird wegen der Kosten und der Komplexität der gegenwärtig zur
Verfügung stehenden
Prüfungstechniken
nicht durchgeführt,
welche die Extraktion von Plasma und eine Analyse durch Hochleistungsflüssigchromatographie
erfordern. Das Ergebnis hiervon ist, daß die Toxizität von Pentamidin große Sorgen
bereitet, die den Markt zur Entwicklung von Pentamidin-Ersatzstoffen treibt,
welche die mit der Anwendung von Pentamidin verbundenen unerwünschten
Nebenwirkungen vermeiden oder vermindern. Dementsprechend liegt
der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, neue Verbindungen
zur Verfügung zu
stellen, die bei der Behandlung von P. carinii-Pneumonie nützlich sind.
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Die
US-A-4061655 bezieht sich auf pharmazeutisch verträgliche Salze
mit entzündungshemmenden Eigenschaften.
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Tidwell
et al. (J. Med. Chem. 1990, 33, 1252–1257) bezieht sich auf Verbindungen,
die zur Behandlung von Pneumonie bei Rattein geeignet sind.
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Donkor
et al. (J. Med. Chem. 1994, 37, 4554–4557) bezieht sich auf die
cis- und trans-geometrische Isomeren, die eine Aktivität bezüglich des
Unterdrückens
von Pneumonie aufweisen.
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Jones
et al. (Antimicrobial Agents and Chemotherapy, Juni 1990, Seiten
1026–1030)
bezieht sich auf Pentamidinanaloge bei der Behandlung von Pneumonie.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß einem
ersten Aspekt bietet die vorliegende Erfindung die Verwendung einer
Verbindung der Formel I bei der Herstellung eines Arzneimittels
zur Behandlung von P. carinii-Pneumonie. Die Verwendung beinhaltet
das Verabreichen einer zum Behandeln von P. carinii-Pneumonie wirksamen
Menge einer Verbindung der Formel I
an einen Patienten, der eine
solche Behandlung benötigt,
wobei in der Formel I
X sich in den para- oder meta-Positionen
befindet und C
1-C
4-Alkyl,
C
1-C
4-Alkoxy, Alkoxyalkyl,
Hydroxyalkyl, Aminoalkyl, Alkylaminoalkyl, Cycloalkyl, Aryl, Alkylaryl,
Halogen oder
bedeutet,
wobei die
Reste R
2 jeweils unabhängig voneinander aus der Gruppe
H, C
1-C
4-Alkyl,
Alkoxyalkyl, Hydroxyalkyl, Amino alkyl, Alkylaminoalkyl, Cycloalkyl,
Aryl oder Alkylaryl ausgewählt
sind oder zwei R
2-Reste zusammen C
4-C
10-Alkylen bedeuten
oder zwei R
2-Reste zusammen
wobei m einen wert von 1
bis 3 hat und R
4 ein H bedeutet,
oder -CONHR
5NR
6R
7 bedeuten, wobei
R
5 ein C
1-C
4-Alkyl darstellt, R
6 und
R
7 jeweils unabhängig voneinander aus der Gruppe
H und C
1-C
4-Alkyl
ausgewählt
sind, wobei die einzelnen Reste R
8 unabhängig voneinander aus
der Gruppe H, C
1-C
4-Alkylalkoxyalkyl,
Hydroxyalkyl, Aminoalkyl, Alkylaminoalkyl, Cycloalkyl, Aryl oder
Alkylaryl ausgewählt
sind oder zwei R
8-Reste zusammen C
2-C
10-Alkylen bedeuten,
R
9 ein H, Hydroxy, C
1-C
4-Alkyl, Alkoxyalkyl, Hydroxyalkyl, Aminoalkyl,
Alkylaminoalkyl, Cycloalkyl, Aryl oder Alkylaryl bedeutet,
R
3 ein H, Hydroxy, C
1-C
4-Alkyl, Alkoxyalkyl, Hydroxyalkyl, Aminoalkyl,
Alkylaminoalkyl, Cycloalkyl, Aryl oder Alkylaryl bedeutet,
R
1 ein H, C
1-C
4-Alkyl, Alkoxyalkyl, Hydroxyalkyl, Aminoalkyl,
Alkylaminoalkyl, Cycloalkyl, Aryl, Alkylaryl oder Halogen bedeutet,
oder
eines pharmazeutisch verträglichen
Salzes hiervon.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung Verbindungen bereit,
die für
die Behandlung von P. carinii-Pneumonie nützlich sind. Die Verbindungen weisen
die oben angegebene Strukturformel (I) auf. Gegenwärtig bevorzugte
Verbindungen der Formel I sind, ohne darauf beschränkt zu sein,
2,7-Diamidinocarbazoldihydrochlorid, 3,6-Diisopropylamidinocarbazoldihydrochlorid,
3,6-Bis(2-imidazolinyl)-9-methylcarbazoldihydrochlorid, 3,6-Bis[2-(1,4,5,6-tetrahydropyrimidinyl)]-9-methylcarbazoldihydrochlorid
und pharmazeutisch verträgliche
Salze hiervon.
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Die
vorstehenden und weitere Aufgaben sowie Aspekte der vorliegenden
Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung im einzelnen
erläutert.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Im
vorliegenden Zusammenhang bezieht sich der Ausdruck "Niederalkyl" auf unverzweigtes
oder verzweigtes C1 bis C4-Alkyl,
wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Isopropyl, s-Butyl und t-Butyl.
Methyl ist derzeit bevorzugt. Der im vorliegenden Zusammenhang benutzte
Ausdruck "Cycloalkyl" bezieht sich auf
C3- bis C6-Cycloalkyl,
wie Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl und Cyclohexyl. Cyclohexyl
ist derzeit bevorzugt. Der Ausdruck "Aryl",
wie er im vorliegenden Zusammenhang benutzt wird, bezieht sich auf
cyclische aromatische C3- bis C10-Reste,
wie Phenyl, Naphthyl und dergleichen, und schließt substituierte Arylreste,
wie Tolyl, ein. Der Ausdruck "Hydroxyalkyl", wie er im vorliegenden
Zusammenhang benutzt wird, bezieht sich auf unverzweigtes oder verzweigtes
hydroxysubstituiertes Alkyl, wie -CH2OH,
-(CH2)2OH, usw.
Der Ausdruck "Aminoalkyl", wie er im vorliegenden
Zusammenhang benutzt wird, bezieht sich auf unverzweigtes oder verzweigtes,
aminosubstituiertes C1- bis C4-Alkyl,
wobei sich der Ausdruck "Amino" auf den Rest NR'R'' bezieht,
in dem R' und R'' unabhängig voneinander aus H oder
Niederalkyl, wie oben definiert, ausgewählt sind und es sich um -NH2, -NHCH3, -N(CH3)2, usw. handelt.
Der Ausdruck "Oxyalkyl", wie er im vorliegenden
Zusammenhang benutzt wird, bezieht sich auf sauerstoffsubstituiertes
C1- bis C4-Alkyl,
z. B. -OCH3, und der Ausdruck "Oxyaryl", wie er im vorliegenden
Zusammenhang benutzt wird, bezieht sich auf sauerstoffsubstituierte
cyclische aromatische C3- bis C10-Reste.
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Wie
oben angegeben, sind die Verfahren der vorliegenden Erfindung zur
Behandlung von P. carinii-Pneumonie und von Infektionen, die durch
C. neoformans, C. parvum und C. albicans verursacht worden sind,
wertvoll. Die erfindungsgemäßen Verfahren
sind nützlich
zum Behandeln dieser Zustände,
und zwar insofern als sie den Ausbruch, die Zunahme oder die Verbreitung
des Zustands verhindern, einen Rückgang
des Zustands bewirken, den Zustand heilen oder in anderer Weise
das allgemeine Wohlbefinden eines davon befallenen Patienten verbessern,
der sich in dem Zustand befindet oder unter dem Risiko steht, davon
befallen zu werden.
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Patienten,
welche durch die erfindungsgemäßen Verfahren
behandelt werden sollen, sind normalerweise menschliche Patienten,
obwohl die Verfahren der Erfindung bei jedem geeigneten Patienten,
der dem Fachmann bekannt ist, nützlich
sein kann.
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Wie
oben angegeben, stellt die vorliegende Erfindung pharmazeutische
Formulierungen zur Verfügung,
welche die vorgenannten Verbindungen der Formel I oder pharmazeutisch
verträgliche
Salze hiervon in pharmazeutisch verträglichen Trägerstoffen enthalten, und zwar
für eine
durch ein Aerosol erfolgende, eine orale und eine parenterale Verabreichung,
wie nachfolgend genauer erläutert
wird. Die vorliegende Erfindung stellt auch solche neuen Verbindungen
oder Salze hiervon bereit, die lyophilisiert worden sind und zur
Bildung von pharmazeutisch verträg lichen
Formulierungen für
eine Verabreichung, z. B. durch eine intravenöse oder intramuskuläre Injektion,
wieder hergerichtet werden können.
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Die
therapeutisch wirksame Dosis einer speziellen Verbindung, deren
Anwendung in den Bereich der vorliegenden Erfindung fällt, variiert
etwas von Verbindung zu Verbindung und von Patient zu Patient. Sie
hängt auch
vom Zustand des Patienten und vom Verabreichungsweg ab. Gemäß einer
allgemeinen Empfehlung hat eine Dosis von etwa 0,1 bis etwa 50 mg/kg
eine therapeutische Wirkung, wobei im Fall einer oralen und/oder einer
durch ein Aerosol erfolgenden Verabreichung noch höhere Dosen
gegeben werden können.
Bedenken bezüglich
der Toxizität
bei den größeren Mengen
können
intravenöse
Dosen auf eine kleinere Menge, z. B. auf etwa 10 mg/kg, beschränken, wobei
alle Gewichte auf der Basis des Gewichts der aktiven Base, einschließlich der
Fälle des
Einsatzes eines Salzes, berechnet sind. Normalerweise wird für eine intravenöse oder
intramuskuläre
Verabreichung eine Dosis von etwa 0,5 bis etwa 5 mg/kg angewandt.
Eine Dosis von etwa 10 bis etwa 50 mg/kg kann für eine orale Verabreichung
gewählt
werden. Die Dauer der Behandlung liegt im allgemeinen bei eine Dosis
pro Tag während
eines Zeitraums von 2 bis 3 Wochen oder solange, bis die P. carinii-Pneumonie im
wesentlichen unter Kontrolle ist. Es können geringere Dosen, die weniger
häufig
verabreicht werden, gegeben werden, um zu verhindern oder das Risiko
zu vermindern, daß die
Infektion wieder auftritt.
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Gemäß dem vorliegenden
Verfahren kann eine Verbindung der Formel I oder ein pharmazeutisch
verträgliches
Salz hiervon oral oder über
eine Inhalierung als Feststoff oder als Lösung, Suspension oder Emulsion
intramuskulär
oder intravenös
verabreicht werden. Alternativ kann die Verbindung oder das Salz
auch als eine liposomale Suspension durch Inhalierung, intravenös oder intramuskulär verabfolgt
werden. Bei einer Verabreichung durch Inhalierung soll die Verbindung
oder das Salz in Form einer Mehrzahl von festen Teilchen oder Tröpfchen mit
einer Teilchengröße von etwa
0,5 bis etwa 5 Mikron, vorzugsweise von etwa 1 bis etwa 2 Mikron,
vorliegen.
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Neben
der Bereitstellung eines Verfahrens zum Behandeln von P. carinii-Pneumonie
bieten die Verbindungen der Formal I auch eine Methode zur Prophylaxe
gegen P. carinii-Pneumonie bei einem immungeschwächten Patienten, z. B. einem
unter AIDS leidenden Patienten, der mindestens einen Schub von P.
carinii-Pneumonie hatte, jedoch zum Zeitpunkt der Behandlung keine
Symptome von Pneumonie zeigt. Da P. carinii-Pneumonie für immungeschwächte Patienten
eine in besonderem hohen Maß verheerende
Erkrankung darstellt, ist es bevorzugt, den Ausbruch von P. carinii-Pneumonie
zu vermeiden, als die Erkrankung zu behandeln, nachdem sie symptomatisch
geworden ist. Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung eine
Methode zur Prophylaxe gegen P. carinii-Pneumonie zur Verfügung, die
das Verabreichen einer prophylaktisch wirksamen Menge einer Verbindung
der Formel I oder eines pharmazeutisch verträglichen Salzes hiervon beinhaltet.
Die Formen der Verabreichung der Verbindung oder des Salzes gemäß dieser
Methode können
die gleichen sein, wie sie zum Zweck der aktuellen Behandlung eines
Patienten angewandt werden, der unter P. carinii-Pneumonie leidet.
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Ein
weiterer wertvoller Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Prophylaxe sogar gegen einen Anfangsschub von P. carinii-Pneumonie
bei einem immungeschwächten
Patienten, der nie einen Schub von P. carinii-Pneumonie erlitten
hat. In dieser Hinsicht kann bei einem Patienten, dessen Diagnose
ergab, daß er immungeschwächt ist,
z. B. bei einem unter AIDS oder ARC (einem mit AIDS verwandten Komplex)
leidenden Patienten, sogar vor dem Ausbrechen eines anfänglichen
Schubs von P. carinii-Pneumonie das Leiden an der Infektion dadurch
vermieden oder verzögert
werden, daß ihm
eine prophylaktisch wirksame Menge einer Verbindung der Formel I
oder eines pharmazeutisch verträglichen
Salzes hiervon verabreicht worden ist. Die Verbindung oder das Salz
können
in der gleichen Weise wie bei der Behandlung von an P. carinii-Pneumonie leidenden
Patienten verabfolgt werden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch neue pharmazeutische Zusammensetzungen
zur Verfügung,
die für
eine intravenöse
oder intramuskuläre
Injektion geeignet sind. Die pharmazeutischen Zusammensetzungen enthalten
eine Verbindung der Formel I oder ein pharmazeutisch verträgliches
Salz hiervon in einem pharmazeutisch verträglichen Träger. Wenn eine Lösung gewünscht wird,
ist Wasser der Träger
der Wahl für
wasserlösliche
Verbindungen oder Salze. Bei wasserunlöslichen Verbindungen oder Salzen
können
ein organischer Träger,
wie Glycerin, Propylenglykol, Polyethylenglykol oder Gemische hiervon
geeignet sein. Im letzteren Fall kann der organische Träger eine
deutliche Menge Wasser enthalten. In jedem Fall, kann die Lösung dann
auf irgend eine geeignete Weise, vorzugsweise durch Filtrieren über ein
0,22-Mikron-Filter, sterilisiert werden. Nach der Sterilisation
kann die Lösung
in geeignete Behälter,
wie depyrogenierte Glassfläschchen,
abgefüllt werden.
Natürlich
soll das Abfüllen
mittels einer aseptischen Methode erfolgen. Auf die Fläschchen
können dann
sterilisierte Verschlüsse
aufgesetzt und gewünschtenfalls
kann der Fläschcheninhalt
lyophilisiert werden.
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Die
pharmazeutischen Zusammensetzungen können zusätzlich zu den Verbindungen
der Formel I oder ihren Salzen andere Zusatzstoffe, wie Hilfsstoffe
zum Einstellen des pH-Werts, enthalten. Insbesondere sind den pH-Wert
einstellende Stoffe, z. B. Säuren,
wie Salzsäure,
Basen oder Puffer, wie Natriumlactat, Natriumacetat, Natriumphosphat,
Natriumcitrat, Natriumborat oder Natriumgluconat. Ferner können die
Zusammensetzungen mikrobielle Konservierungsmittel enthalten. Nützliche
mikrobielle Konservierungsmittel sind z. B. Methylparaben, Propylparaben
und Benzylalkohol. Das mikrobielle Konservierungsmittel wird normalerweise
eingesetzt, wenn die Formulierung in ein Fläschchen eingebracht wird, das
für eine
mehrfache Dosis Verwendung finden soll. Natürlich können die erfindungsgemäßen pharmazeutischen
Zusammensetzungen unter Anwendung von im Stand der Technik bekannten
Techniken lyophilisiert werden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine injizierbare,
stabile, sterile Zusammensetzung bereitgestellt, die eine Verbindung
der Formel I oder ein Salz hiervon in Form einer Einheitsdosis in
einem verschlossenen Behälter
aufweist. Die Verbindung oder das Salz wird als Lyophilisat zur
Verfügung
gestellt, das mit einem geeigneten pharmazeutisch verträglichen
Träger
wieder hergerichtet wird, um eine flüssige Zusammensetzung zu bilden,
die für
deren Injektion bei Menschen geeignet ist. Die Form der Einheitsdosis
enthält
normalerweise etwa 10 mg bis etwa 10 Gram der Verbindung oder des
Salzes. Wenn die Verbindung oder das Salz im wesentlichen wasserunlöslich ist,
kann eine ausreichende Menge eines Emulgierungsmittels eingesetzt
werden, das physiologisch verträglich
ist, um die Verbindung oder das Salz in einem wäßrigen Träger zu emulgieren. Ein derartiges
nützliches
Emulgierungsmittel ist Phosphatidylcholin.
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Aus
den wasserunlöslichen
Verbindungen der Formel I oder Salzen hiervon können andere pharmazeutische
Zusammensetzungen, z. B. wäßrige Basisemulsionen,
hergestellt werden. In einem solchen Fall enthält die Zusammensetzung eine
ausreichende Menge eines pharmazeutisch verträglichen Emulgierungsmittels,
um die gewünschte
Menge der Verbindung der Formel I oder ihres Salzes zu emulgieren.
Besonders nützliche
Emulgierungsmittel sind z. B. Phosphatidylcholin und Lecithin.
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Ferner
stellt die vorliegende Erfindung liposomale Formulierungen der Verbindungen
der Formel I und deren Salze zur Verfügung. Die Technologie zur Herstellung
von liposomalen Suspensionen ist im Stand der Technik gut bekannt.
Wenn es sich bei der Verbindung der Formel I oder ihres Salzes um
ein wasserlösliches Salz
handelt, kann sie bzw. es unter Anwendung einer üblichen Liposomtechnologie
in Lipidvesikeln eingebracht werden. In einem solchen Fall wird
die Verbindung oder das Salz aufgrund ihrer bzw. seiner Wasserlöslichkeit
im wesentlichen innerhalb des hydrophilen Zentrums oder Kerns der
Liposomen eingeschlossen. Die angewandte Lipidschicht kann aus irgend
einer üblichen
Zusammensetzung bestehen und entweder cholesterinhaltig oder cholesterinfrei
sein. Wenn die interessierende Verbindung oder das interessierende
Salz wasserunlöslich
ist, kann wiederum bei Anwendung der bekannten Technologie zur Liposombildung
das Salz im wesentlichen innerhalb der hydrophoben Lipiddoppelschicht
eingeschlossen sein, welche die Struktur des Liposoms bildet. In
jedem Fall können
die Liposomen, welche gebildet werden, in ihrer Größe vermindert
sein, wie durch die Anwendung von Standardtechniken der Beschallung
und der Homogenisierung.
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Natürlich können die
liposomalen Formulierungen, welche die Verbindungen der Formel I
oder deren Salze enthalten, lyophilisiert werden, um ein Lyophilisat
herzustellen, das mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger, wie Wasser, wieder hergerichtet
werden kann, um wieder eine liposomale Suspension zu erzeugen.
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Es
werden auch pharmazeutische Formulierungen bereitgestellt, die für eine Verabreichung
als Aerosol durch Inhalierung geeignet sind. Diese Formulierungen
enthalten eine Lösung
oder Suspension der gewünschten
Verbindung der Formel I oder ein Salz hiervon oder eine Mehrzahl
von festen Teilchen der Verbindung oder des Salzes. Die gewünschte Formulierung
kann in eine kleine Kammer eingebracht und vernebelt werden. Das
Vernebeln kann durch Druckluft oder Ultraschallenergie erfolgen,
um eine Vielzahl von flüssigen Tröpfchen oder
Feststoffteilchen zu bilden, welche die Verbindungen oder Salze
enthalten. Die flüssigen
Tröpfchen
oder Feststoffteilchen sollen eine Teilchengröße im Bereich von etwa 0,5
bis etwa 5 Mikron aufweisen. Die Feststoffteilchen können durch
Weiterverarbeiten der festen Verbindung der Formel I oder eines
Salzes hiervon auf jede geeignete Weise, die im Stand der Technik
bekannt ist, z. B. durch Mikronisierung, erhalten werden. Besonders
bevorzugt ist es, daß die
Größe der Feststoffteilchen
oder Tröpfchen
etwa 1 bis etwa 2 Mikron beträgt.
Für diesen
Zweck sind handelsübliche
Vernebler erhältlich.
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Wenn
die pharmazeutische Formulierung, welche sich für die Verabreichung als Aerosol
eignet, in Form einer Flüssigkeit
vorliegt, enthält
die Formulierung vorzugsweise eine wasserlösliche Verbindung der Formel
I oder ein Salz hiervon in einem Träger, der wasserhaltig ist.
Es kann ein oberflächenaktiven
Stoff vorliegen, der die Oberflächenspannung
der Formulierung ausreichend erniedrigt, um zu einer Bildung von
Tröpfchen
innerhalb des gewünschten
Größenbereichs
zu gelangen, wenn die Formulierung dem Vernebeln unterworfen wird.
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Wie
angegeben, stellt die vorliegende Erfindung sowohl wasserlösliche als
auch wasserunlösliche Verbindungen
und Salze zur Verfügung.
Der Ausdruck "wasserlöslich", wie er in der vorliegenden
Beschreibung benutzt wird, definiert irgend eine Zusammensetzung,
die in Wasser in einer Menge von etwa 50 mg/ml oder mehr löslich ist.
Auch definiert der Ausdruck "wasserunlöslich", wie er in der vorliegenden
Beschreibung benutzt wird, irgend eine Zusammensetzung, die eine
Löslichkeit
in Wasser von weniger als etwa 20 mg/ml aufweist. Für gewisse
Anwendungen können
wasserlösliche
Verbindungen oder Salze erwünscht
sein, während
in gleicher Weise für
andere Anwendungen wasserunlösliche
Verbindungen oder Salze wünschenswert sein
können.
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Beispiele
für Verbindungen
der obigen Formel (2), ohne daß dies
eine Beschränkung
bedeutet, sind:
- (1) 3,6-Diamidinocarbazoldihydrochlorid
- (2) 3,6-Diisopropylamidinocarbazoldihydrochlorid
- (3) 3,6-Bis(2-imidazolinyl)carbazoldihydrochlorid
- (4) 3,6-Bis(2-imidazolinyl)-9-methylcarbazoldihydrochlorid
- (5) 9-Cyclohexylmethyl-3,6-bis(2-imidazolinyl)carbazoldihydrochlorid
- (6) 3,6-Bis[2-(1,4,5,6-tetrahydropyrimidinyl)]-9-methylcarbazoldihydrochlorid
- (7) 3,6-Bis[2-(1,4,5,6-tetrahydropyrimidinyl)]-9-cyclohexylmethylcarbazoldihydrochlorid
- (8) 3,6-Bis[(2-imidazolinyl)-2-benzimidazoyl]carbazoltetrahydrochlorid
- (9) 2,7-Diamidinocarbazoldihydrochlorid
- (10) 2,7-Bis(2-imidazolinyl)carbazoldihydrochlorid
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Verbindungen,
die zum Ausführen
der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, können nach Techniken hergestellt werden,
die den Fachleuten bekannt sind, insbesondere im Licht der Beschreibung
und der nachfolgenden Beispiele.
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Wie
angegeben, können
die erfindungsgemäß verwendeten
Verbindungen als pharmazeutisch verträgliche Salze vorliegen. Solche
Salze sind z. B. das Gluconat, Lactat, Acetat, Tartrat, Citrat,
Phosphat, Borat, Nitrat, Sulfat und Hydrochlorid.
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Die
Salze der vorliegenden Erfindung können im allgemeinen durch Umsetzen
von zwei Äquivalenten der
Pyrimidinbasisverbindung mit der gewünschten Säure in Lösung hergestellt werden. Nachdem
die Reaktion vollständig
ist, werden die Salze durch Zugabe einer geeigneten Menge eines
Lösungsmittels,
in dem das Salz unlöslich
ist, auskristallisiert.
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Die
Bekämpfungsverfahren
mit den Verbindungen der obigen Formel I werden im wesentlichen
auf die gleiche Weise, wie oben angegeben, durchgeführt. Die
pharmazeutischen Formulierungen der Verbindungen der Formel I für das Bekämpfen werden
im wesentlichen in der gleichen Weise, wie oben angegeben, hergestellt.
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Die
Verfahren zum Bekämpfen
von C. neoformans, C. parvum und C. albicans mit den Verbindungen der
obigen Formel I werden im wesentlichen in der gleichen Weise, wie
oben angegeben, durchgeführt.
Die pharmazeutischen Formulierungen der Verbindungen der Formal
I für das
Bekämpfen
von C. parvum, C. neoformans und C. albicans werden im wesentlichen
in der gleichen Weise, wie oben angegeben, hergestellt.
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Wie
oben angegeben, können
die Verbindungen der vorliegenden Erfindung nach Methoden gemäß dem Stand
der Technik hergestellt werden. Beispielsweise können Ver bindungen der Formel
I dadurch hergestellt werden, daß zuerst ein geeignetes Zwischenprodukt,
wie 2,4-Bis(4-bromphenyl)pyrimidin,
erhalten wird. Das Zwischenprodukt wird gemäß der Methode von R. Wagner
et al., Chem. Ber. 104: 2975 (1971), durch basenunterstützte Kondensation
von 4-Brombenzamidin und 1-Dimethylamino-3-dimethylimmonio-1-(4-bromphenyl)-1-propen
hergestellt. Das Bis-nitril ist leicht durch Umsetzen von Kupfer(I)-cyanid
mit dem so hergestellten Zwischenprodukt in DMF unter Rückfluß gemäß den Standardtechniken
erhältlich;
siehe J. Spychala et al., European J. Med. Chem. 29: 363 (1994).
Das Bis-nitril wird durch die Pinner-Methode gemäß B. Das et al., J. Med. Chem.
20: 1219 (1977), in den Imidatester überführt. Die Verbindungen der Formel
I werden gemäß bekannten
Techniken aus dem Imidatester erhalten; siehe Das et al., oben.
Das Schema 1 unten erläutert
das vorstehende Verfahren zum Herstellen von Verbindungen der Formel
I.
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Die
folgenden Beispiele werden zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung
gegeben und sollen sie nicht einschränken. In diesen Beispielen
bedeutet mmol millimolar, bedeutet ml Milliliter, bedeutet mm Millimeter,
bedeutet cm Zentimeter, bedeutet °C
Grad Celsius, bedeutet g Gramm, bedeutet kg Kilogramm, bedeutet F.
Schmelzpunkt, bedeutet MHz Megahertz, bedeutet mol molar, bedeutet
h Stunden, bedeutet eV Elektronenvolt, bedeutet mA Milliampere,
bedeutet IR Infrarot, bedeutet FTIR Fourier-Transform-Infrarot, bedeutet NMR kernmagnetische
Resonanz, bedeutet FAB Fast Atom Bombardment, bedeutet EIMS Elektronenionisationsmassenspektrometrie,
bedeutet DMF Dimethylformamid, bedeutet EtOH Ethylalkohol, bedeutet
DMSO Dimethylsulfoxid, bedeutet DC Dünnschichtchromatographie, bedeutet
HPLC Hochdruckflüssigkeitschromatographie,
bedeutet W Ultraviolett, bedeutet ges. gesättigt und bedeutet Z. Zersetzungspunkt.
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In
den folgenden Beispielen wurden unkorrigierte Schmelzpunkte mit
einem Thomas-Hoover-Kapillarschmelzpunktapparat oder einem Mel-Temp-II-Apparat
gemessen. IR-Spektren wurden in Nujol-Zubereitungen oder KBr-Pellets
mit einem Spektrophotometer des Typs Perkin-Elmer 1320 oder Michelson
100 FTIR (Bomen, Inc.) aufgenommen. 1H-NMR-
und 13C-NMR-Spektren in Spektrometern des
Typs Jeol GX-270,
Bruker 300, Varian Gemini 300 und XL 400 aufgezeichnet. Chemische
Verschiebungen werden in Teilen pro Million ausgedrückt, bezogen
auf Tetramethylsilan oder Natrium-3-(trimethylsilyl)-propionat.
Wasserfreies Ethanol wurde unmittelbar vor der Verwendung über Mg destilliert.
Die Reaktionsprodukte wurden bei 77 oder 110°C und 0,2 mm Hg über P2O5 getrocknet. Soweit
nichts anderes angegeben ist, wurden die Reaktionen durch DC an
Siliciumdioxid oder durch Umkehrphasen-HPLC überwacht. HPLC-Chromatogramme
wurden mit einem Chromatographen des Typs Hewlett-Packard 1090 unter
Verwendung einer Säule
(4,6 mm × 25
cm) des Typs Dupont Zorbax Rx C8 und mit einer UV-Messung (230 nm)
aufgezeichnet. Die mobilen Phasen bestanden aus Gemischen aus Acetonitril
(5–67,5%
Vol/Vol) und Wasser, das 10 mmol Tetramethylamoniumchlorid, 10 mmol Natriumheptansulfonat
und 2,2 mmol Phosphorsäure
enthielt. Die chromatographischen Daten wurden aufgezeichnet und
mit einem Integrator des Typs Hewlett-Packard 3396 analysiert. Elektronenstoßmassenspektren wurden
mit einem doppelfokusierenden Spektrometer des Typs VG 70-SE, VG-70-SEQ
Hybrid oder JMS 0-100 aufgezeichnet. FAB-Masenspektren wurden mit
einem Spektrometer des Typs VG-70-SEQ Hybrid (Cesiumionenquelle,
30 kV) aufgezeichnet. Die Mikroanalysen wurden von Atlantic Microlab,
Norcross, GA, durchgeführt.
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In
den Beispielen 1–9
wurden durchgehend die folgenden Verbindungsbezeichnungen verwendet.
Verbindung
Nr. | Name |
1 | 3,6-Diamidinocarbazoldihydrochlorid |
2 | 3,6-Diisopropylamidinocarbazoldihydrochlorid |
3 | 3,6-Bis(2-imidazolinyl)carbazoldihydrochlorid |
4 | 3,6-Bis(2-imidazolinyl)-9-methylcarbazoldihydrochlorid |
5 | 9-Cyclohexylmethyl-3,6-bis(2-imidazolinyl)carbazoldihydrochlorid |
6 | 3,6-Bis[2-(1,4,5,6-tetrahydropyrimidinyl)]-9-methylcarbazoldihydrochlorid |
7 | 3,6-Bis[2-(1,4,5,6-tetrahydropyrimidinyl)]-9-cyclohexylmethylcarbazoldihydrochlorid |
8 | 3,6-Bis[(2-imidazolinyl)-2-benzimidazoyl]carbazoltetrahydrochlorid |
9 | 2,7-Diamidinocarbazoldihydrochlorid |
10 | 2,7-Bis(2-imidazolinyl)carbazoldihydrochlorid |
11 | 3,6-Dibromcarbazol |
12 | 3,6-Dibrom-9-(methyl)-carbazol |
13 | 3,6-Dibrom-9-(cyclohexylmethyl)-carbazol |
14 | 3,6-Dicyanocarbazol |
15 | 3,6-Dicyano-9-(methyl)-carbazol |
16 | 3,6-Dicyano-9-(cyclohexylmethyl)-carbazol |
17 | 3,6-Diformylcarbazol |
18 | 4-(2-Imidazolinyl)-1,2-phenylendiaminhydrochlorid |
19 | 2,5-Dibromnitrobenzol |
20 | 2,2'-Dinitro-4,4'-dibrombiphenyl |
21 | 3,8-Dibrombenzo[c]cinnolin |
22 | 2,2'-Diamino-4,4'-dibrombiphenyl |
23 | 2,7-Dibromcarbazol |
24 | 2,7-Dicyanocarbazol |
-
Beispiel 1
-
Synthese der neuen Verbindung
1
-
Die
Synthesen und chemische Strukturen der neuen Verbindungen 1 bis
8 sind im Schema 1 dargestellt.
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Eine
gerührte
Suspension von 2,48 g (11,4 mmol) 3,6-Dibromcarbazol in 3,0 ml (51,2 mmol)
wasserfreiem EtOH und 150 ml trockenem 1,4-Dioxan wird in einem
Eis-Salz-Bad gekühlt
und mit HCl-Gas mit einer solchen Geschwindigkeit gesättigt, daß die Reaktionstemperatur
unterhalb 5°C
bleibt. Der Kolben wird dann dicht verschlossen, und das Gemisch
wird 21 Tage bei Raumtemperatur gehalten, bis mittels der IR-Analyse nur
eine kleine Nitrilbande (2200 cm
–1)
festgestellt wird. Das Reaktionsgemisch wird mit N
2-Gas gespült und mit
Ether (200 ml) verdünnt.
Das rohe Diimidat wird unter N
2 abfiltriert
und unmittelbar in 100 ml wasserfreiem Ethanol suspendiert. Die
Suspension wird mit einer Lösung
von 3,97 g NH
3 (233 mol) in 100 ml Ethanol
verdünnt.
Die erhaltene Lösung
wird in einem dicht verschlossenen Kolben über Nacht bei 35 bis 50°C gerührt. Das
Reaktionsgemisch wird über
Celite 545 filtriert und eingedampft. Der Rückstand wird in einem Gemisch aus
heißem
Wasser und Ethanol gelöst,
filtriert und mit Aceton verdünnt.
Es ergibt sich ein Niederschlag. Der Niederschlag wird gesammelt
und mehrere Male aus Wasser-Aceton
umkristallisiert. Es ergeben sich 0,393 g (10,6%) weiße Kristalle.
Die erhaltenen Spektral- und Analysendaten sind wie folgt:
F. > 360°C,
1H NMR (300 MHz, DMSO-d
6)
d 12,61 (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 and 1,2 Hz, 2H); 7,79 (d, J = 8,6
Hz, 2H); FAB-MS m/z 252 (MH
+ der freien
Base). Anal. (C
14H
13N
5·2HCl·H
2O) C, H, N.
SCHEMA
1 a: CuCN, DMF, Δ,
71 h
b: (i) EtOH, HCl, 1,4-Dioxan –5–25°C, 17–21 d, (ii) entsprechendes
Amin, EtOH, Δ
c:
NaH, Alkylhalogenid, DMF; Δ
d:
NH
2(CH
2)
2NH·2HCl,
310–320°C, 15 min
e:
CuCN, Chinolin, Δ,
2 h,
f: NH
2(CH
2)
2NH
2, NH
2(CH
2)
2NH
2·2HCl 300–310°C, 15–30 min
g:
NH
2(CH
2)
3NH
2, NH
2(CH
2)
3NH
2·2HCl,
300–310°C, 15–30 min
h:
(i) KH, THF, 0°C,
(ii) t-BuLi, –78–25°C, (iii)
DMF, –78–25°C, (iv) 1
m H
3PO
4;
i:
1,4-Benzochinon, EtOH, Δ,
3,5 h.
-
Beispiel 2
-
Synthese der neuen Verbindung
2
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Eine
gerührte
Suspension von 1,645 g (7,59 mmol) 3,6-Dicyanocarbazol (Verbindung 14 in 1) in 3,0 ml (51,4 mmol) wasserfreiem
EtOH und 130 ml Dioxan wird mit HCl gesättigt, wie oben beschrieben.
Das rohe Diimidat wird nach 17 Tagen gesammelt und in 30 ml wasserfreiem
Ethanol sowie 15 ml Isopropylamin suspendiert. Das Gemisch wird
4,5 Stunden unter Stickstoff unter Rückfluß erhitzt, bevor mehr Ethanol
und Isopropylamin (jeweils 10 ml) hinzugefügt werden. Dieses Gemisch wird
insgesamt 20,5 Stunden unter Rückfluß erhitzt.
Das Lösungsmittel
wird in einem Rotationsverdampfer abgedampft. Es ergibt sich ein öliger Rückstand,
aus dem nach einer Alkalizugabe, einer Ansäuerung sowie mehrfachem Eindampfen
ein Feststoff erhalten wird. Der Stoff wird mehrere Male aus Ethanol-Wasser-Aceton umkristallisiert.
Man erhält
0,368 g (11,7%) eines weißen
Pulvers. Die erhaltenen Spektral- und
Analysendaten sind wie folgt:
F. 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, 2H); 8,70 (d, J =
1,5 Hz, 2H) 7,84 (dd, J = 8,6 and 1,5 Hz, 2H); 7,75 (d, J = 8,6;
2H); 4,34 (m, 2H); FAB-MS m/z 336 (MH+ der
freien Base). Anal. (C20H25N5·2HCl)
C, H, N.
-
Beispiel 3
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Synthese der neuen Verbindung
3
-
Ein
Gemisch aus 2,01 g (9,27 mmol) 3,6-Dicyanocarbazol und 8,36 g (62,9
mmol) Ethylendiamindihydrochlorid wird in einem Achatmörser pulverisiert
und in einem Sandbad 15 Minuten auf 310–320°C erhitzt. Das Reaktionsgemisch
wird fast vollständig
in 150 ml siedendem Wasser gelöst.
Unlösliche
Feststoffe werden über
Celite 545 abfiltriert. Das Filtrat wird auf etwa 25 ml konzentriert,
und das Rohprodukt wird durch Verdünnen mit 75 ml Ethanol ausgefällt. Der
Stoff wird mehrere Male aus Gemischen aus Ethanol und Methanol oder Gemischen
dieser Art, verdünnt
mit Ether, umkristallisiert und ergibt 0,310 g (8,9%) eines blaßgelben
Pulvers. Die erhaltenen Spektral- und Analysendaten sind wie folgt:
F. > 320°C (Z.); 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+ der freien Base).
Anal. (C18H17N5·2HCl·0,5H2O) C, H, N.
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Beispiel 4
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Synthesen der neuen Verbindungen
4–7
-
Die
Reaktionen von 6 mmol der dicyanoaromatischen Verbindungen 3,6-Dicyano-9-(methyl)-carbazol und
3,6-Dicyano-9-(cyclohexylmethyl)-carbazol
(Verbindungen 15 und 16 in 11) sowie
Diaminoalkanen (75 mmol der Base und 80 mmol des entsprechenden
Dihydrochlorids) zur Herstellung der cyclischen Amidine 4–7 wurden
in einem Sandbad bei 300–310°C (15–30 min)
durchgeführt.
Wenn durch DC die Vollständigkeit der
Reaktion festgestellt worden ist, wird das nicht umgesetzte Dinitril
mit Chloroform oder Aceton extrahiert. Das Produkt wird aus siedendem
Wasser auskristallisiert. Die Hydrochloride des Methylderivate sind
in Wasser mehr löslich
als die Cyclohexylmethylamidine. Es ist bevorzugt, unveränderte oder
zersetzte Stoffe durch Filtrieren abzutrennen. Die Base wird mittels
2 m Natriumhydroxidlösung
ausgefällt,
und das Hydrochlorid wird dann unter Einsatz von ethanolischem Chlorwasserstoff
hergestellt. Die Analyse- und
Spektraldaten sind wie folgt:
Verbindung (4): F. > 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+ der freien Base). Anal. (C19H19N5·2HCl·H2O) C, H, N.
Verbindung (5): 2,16 g
(71%) weiße
Kristalle, F. > 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, 8); 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+ der freien
Base). Anal. (C25H29N5·2HCl·2H2O) C, H, N.
Verbindung (6): F. > 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, 8H); 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; 21,4;
EIMS (75 eV; 0,3 mA) m/z 345 (M+ der freien
Base). Anal. (C21H23N5·2HCl·1,75H2O) C, H, N.
Verbindung (7): 1.89 g
(61%) weiße
Kristalle, F. > 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, 2H, 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; 220,7; 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+ der freien Base). Anal.
(C27H33N5·2HCl·H2O) C, H, N.
-
Beispiel 5
-
Synthese der neuen Verbindung
8
-
Ein
Gemisch aus 0,2354 g (1,503 mmol) 3,6-Diformylcarbazol (Verbindung
17 in 1), 0,6380 g (3,000 mmol) 4-(2-Imidazolinyl)-1,2-phenylendiaminhydrochlorid
(Verbindung 18 in 1) und 0,3882 g (3,5911
mmol) 1,4-Benzochinon
in 100 ml Ethanol wird an der Atmosphäre 3,5 Stunden unter Rückfluß gerührt. Das
Reaktionsgemisch wird in Eis abgekühlt, und das ausgefallene Produkt
(als Dihydrochloridsalz) wird abfiltriert. Dieser Stoff wird in
30 ml heißem
Wasser gelöst,
und das Tetrahydrochloridsalz wird durch Verdünnen mit 15 ml 4 n HCl-Lösung ausgefällt. Es
ergeben sich 0,498 g (48,9%) eines hellgrünen Pulvers mit den folgenden
Spektral- und Analyseeigenschaften:
F. > 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); 789 (d, J = 8,3 Hz,
2H); 4,32 (s, 8H); FAB-MS m/z 536 (MH+ der
freien Base). Anal. (C32H25N9·4HCl·3,25H2O) C, H, N.
-
Beispiel 6
-
Synthese der neuen Verbindungen
9 und 10
-
Die
Herstellung und die chemischen Strukturen der 2,7-substituierten
Verbindungen 9 und 10 sind im Schema 2 dargestellt. Die numerierten
Verbindungen, auf die unten Bezug genommen wird, beziehen sich auf ihre
entsprechenden Nummern in 2. Die Herstellung
der Verbindungen 9 und 10 beinhaltet zuerst die Herstellung von
2,7-Dibromcarbazol
(Verbindung 23). Eine veröffentlichte
Dreistufensynthese dieser Verbindung beinhaltet eine Ullmann-Reaktion
von 2,5-Dibromnitrobenzol (Verbindung 19) und ergibt die Biphenylverbindung
20. Die Reduktion der Nitrogruppe von 20 mit Zinn/Chlorwasserstoffsäure führt zu der
Diaminverbindung 22, und ein Deaminierungsringschluß unter
Katalyse mit Nafion-H bildet die Carbazolverbindung 23. Siehe T. Yamato
et al., J. Org. Chem. 56, 6248–6250
(1991).
-
Die
Reduktion von 20 mit Zinn(II)-chloriddihydrat in Ethanol unter Rückfluß ergab
das Diamin 22 mit der höchsten
Reinheit, wobei der Schmelzpunkt um etwa 20°C höher lag als der Literaturwert.
Die Ausbeute betrug 63%, nur wenig weniger als jene, die aus der
Zinn/HCl-Reduktion gemäß der Literatur
erhalten wurde. Siehe oben, Yamato et al.). Das 3,8-Dibrombenzo[c]cinnolin
(Verbindung 21) wird als ein untergeordnetes Produkt entweder durch
die Reduktion mit Zinn(II)-chlorid oder Zinn/HCl isoliert (Ausbeuten
17 bzw. 3%). Die Reduktion von 20 unter Einsatz von 5% Ruthenium-auf-Kohlenstoff
und Hydrazinhydrat in Ethanol unter Rückfluß ergab verringerte Mengen
von 22 und erhöhte
Mengen von 21. Diese Verbindung wird auch durch die Reduktion von
20 mit Lithiumaluminiumhydrid hergestellt. Benzo[c]cinnoline, wie
21, werden auch hergestellt durch die Reduktion von 2,2'-Dinitrobiphenylen mit Natriumsulfid
(siehe J. F. Corbett et al., J. Chem. Soc. 5029–5037 (1961)), Hydrazin-Raney-Nickel (siehe J.
WE. Barton und D. J. Lapham, J. C. S. Perkin, Trans. I 1503–1505 (1979)),
Hydrazin mit einem durch Reduktion von Nickelnitrat mit Zink hergestellten
Katalysator (siehe T. H. Yun et al., J. Chem. Res. Synop. 10, 336–337 (1992))
oder elektrochemisch unter Einsatz von Titanoxysulfat (siehe A.-M.
Martre et al., Can J. Chem. 71, 1136–1146 (1993)).
-
Die
Nafion-katalysierte Cyclisierungsreaktion von 21 zu 23 wird unter
Verwendung von 85%iger Phosphorsäure
bei 200°C
erreicht. Der Schmelzpunkt des Produkts 23 liegt um etwa 25°C höher als
der Literaturwert. Siehe oben Yamoto et al.. Die Reaktion des Dibromids
23 mit Kupfer(I)-cyanid in DMF unter Rückfluß zur Herstellung der Dinitrilverbindung
24 ist nach 9 Stunden vollständig
(im Vergleich zu 70 Stunden für
das 3,6-Regioisomer). Das Dinitril 24 ist unter Pinner-Synthesebedingungen
sehr viel reaktionsfähiger
als das Regioisomer 14. Die Bildung des Diimidatderivats von 24
ist nach 5 Tagen vollständig.
die Reaktion des Diimidatderivats von 24 mit Ammoniak ergibt die
neue Diamidinverbindung 9. Die reine Verschmelzung von 24 mit Ethylendiamindihydrochlorid
ergab Diimidazolin 10.
-
Um
die Verbindung 9 zu erhalten, wird eine gerührte Suspension von 1,68 g
(7,74 mmol) 2,7-Dicyanocarbazol (Verbindung 22 in 2)
in 3,0 ml (51,12 mmol) wasserfreiem Ethanol und 100 ml trockenem
1,4-Dioxan mit HCl-Gas gesättigt,
wie oben bei der Synthese der Verbindung 1 beschrieben ist. Das
rohe Diimidat wird nach 5-tägiger
Reaktionszeit gesammelt. Eine Suspension des Diimidats in 15 ml
wasserfreiem Ethanol wird mit einer Lösung von 7,26 g Ammoniak in
85 ml Ethanol verdünnt
und in einem verschlossenen Kolben über Nacht bei 40°C gerührt. Das
abgekühlte
Reaktionsgemisch wird in 125 ml kalten Ether gegossen, und der erhaltene
Niederschlag wird abfiltriert. Der Stoff wird einmal aus Wasser-Ethanol-Aceton und vier Mal
aus Wasser-Aceton umkristallisiert. Man erhält 0,4820 g (19,2%) eines hellgelben
Pulvers mit den folgenden Spektral- und Analyseeigenschaften:
F. > 360°C (Z.); 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6)
d 12,53 (s, 1 1H); 9,52 (s, 4H); 9,27 (s, 4H); 8,49 (d, J = 8,8
Hz; 2 2H); 8,08 (s, 2H); 7,65 (d, J = 8,8 Hz, 2H); FAB-MS m/z 252
(MH+ der freien Base). Anal. (C14H13N5·2HCl)
C, H, N.
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Um
die Verbindung 10 zu erhalten, wird ein Gemisch aus 0,9886 g (4,5511
mmol) 2,7-Dicyanocarbazol (Verbindung 22 in
2)
und 3.00 g (22.6 mmol) Ethylendiamindihydrochlorid in einem Achatmörser pulverisiert
und 30 min auf 320°C
erhitzt. Nachdem man das Reaktionsgemisch hat abkühlen lassen,
wird es in 100 ml heißem
Wasser gelöst
und über
Celite 545 filtriert. Das Filtrat wird durch Sieden auf etwa 5 ml
konzentriert, und beim Abkühlen
fällt ein
Feststoff aus der Lösung
aus. Der Niederschlag wird gesammelt und in Methanol gelöst, und
die Lösung
wird über
Norit-A (Schicht 3 mm) filtriert. Aus dem konzentrierten Filtrat
wird durch Verdünnung
mit Ether ein gelber Feststoff ausgefällt. Dieser wird dann aus heißem Wasser-EtOH
(jeweils 20 ml) umkristallisiert und ergibt 0,3878 g (22,6%) gelbe
Mikrokristalle mit den folgenden Eigenschaften:
F. > 360°C;
1H NMR (304 MHz, CF
3COOH-d
6) 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
+ der freien Base). Anal. (C
18H
17N
5·2HCl·0,9H
2O) C, H, N.
SCHEMA
2 a: Cu, DMF, 120°C,
2 h;
b: Sn, konz. HCl, EtOH, Δ, 1 h;
c: 85% H
3PO
4, 200°C, 44 h;
d:
CuCN, DMF, Δ,
9 h;
e: (i) EtOH, HCl, 1,4-Dioxan –5–25°C, 5 d, (ii) EtOH/NH
3, 40°C,
16 h;
f: NH
2(CH
2)
2NH
2·2HCl,
310–320°C, 30 min.
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Beispiel 7
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Aktivität der neuen
Verbindungen gegenüber
Pneumocystis carinii
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Die
Aktivität
der Verbindungen gegenüber
P. carinii wurde gemäß einer
etablierten Methode erfaßt. Siehe
R. R. Tidwell et al., J. Med. Chem. 33, 1252–1257 (1990); S. K. Jones et
al., Antimicrob. Agents Chemother. 34, 1026–1030 (1990); R. R. Tidwell
et al., Antimicrob. Agents Chemother. 37, 1713–1716 (1993). Die Induktion
und Behandlung von P. carinii-Pneumonie (PCP) wurde mit nur kleineren
Veränderungen
gegenüber veröffentlichten
Methoden durchgeführt.
Siehe J. K. Frenkel et al., Lab. Invest. 15, 1559 (1966); W. T.
Hughes et al., Antimicrob. Agents Chemother. 5; 289 (1974). Kurz
gesagt, männliche
Sprague-Dawley-Ratten
(mit Trennwand gezüchtet,
nicht virusfrei bestätigt)
mit einem Gewicht von jeweils 150 bis 200 g, wurden erhalten (Hilltop
Laboratories, Scotsdale, PA). Unmittelbar nach der Ankunft wurden
die Tiere einzeln im Käfig
gehalten, und es wurde mit einer Diät mit wenig Protein (8%) sowie
mit dem Trinken von Wasser, das Tetracyclin (0,5 mg/ml) und Dexamethason
(1,0 μ/ml)
enthielt, begonnen. Mit dieser Behandlungsvorschrift wurde acht
Wochen fortgefahren. Am Anfang der siebten Woche wurden die Tiere
in zwei Gruppen von 8 oder mehr aufgeteilt, und die Testverbindungen
wurden während
14 Tagen durch eine einzige IV-Injektion täglich verabreicht. Im allgemeinen
betrug die Tagesdosis 5 mg/kg des Körpergewichts und war in 0,4
ml Salzlösung
gelöst.
Zur Kontrolle wurden mit Salzlösung
und mit Pentamidin behandelte Gruppen einbezogen.
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Die
Tiere wurden am Ende der achten Woche durch Inhalieren von Chloroform
getötet.
Die rechte Lunge wurde in situ mit 10%igem Formalin aufgeblasen
und für
eine histologische Untersuchung fixiert. Das Lungengewebe wurde
in der Längsachse
geteilt und dem GMS-Stamm ausgesetzt, der die Wände der P. carinii-Zysten selektiv
identifizierte.
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Die
linke Lunge wurde gewogen, durch ein Drahtnetzsieb No. 60 zerkleinert
sowie 1 : 10 (Gewicht/Volumen) in 10 mmol ausgeglichener β-Mercaptoethanol-Hanks'-Salzlösung (HBSS)
ohne Kationen suspendiert. Durch fleckenartiges Aufbringen von 5 μl des Lungenhomogenisats,
verdünnt
1 : 10 in HBSS mit β-Mercaptoethanol,
wurden Objektträger
vorbereitet und an der Luft trocknen gelassen. Die Objektträger wurden
mit Cresylviolet eingefärbt,
und die Zysten wurden durch ein Blindprotokol gezählt. Die
Anzahl der Zysten pro Gramm des ursprünglichen Lungengewebes wurde
berechnet, und die Gruppen wurden als Prozentsätze der mit Salzlösung behandelten
Kontrollen angegeben.
-
Wie
aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, zeigte der größere Teil der getesteten neuen
Verbindungen eine hervorragende Aktivität in dem Rattenmodel der P.
carinii-Pneumonie. Die Anti-P. carinii-Aktivität wird durch die Verringerung
der Anzahl der Zysten pro Gramm des Lungengewebes bei behandelten
Tieren im Vergleich zu unbehandelten Kontrollproben gemessen. Der
Anti-P. carinii-Wert für
jede Verbindung wird als Prozentsatz der Zysten in der behandelten
Gruppe im Vergleich zu der Kontrollgruppe ausgedrückt. Nur
die Verbindungen 5, 7 und 8 zeigten keine deutlich stärkere Anti-P.
carinii-Wirkung als das Kontrollmittel Pentamidin. Die Verbindung
3 zeigte über
einen Zeitraum eine größere Aktivität im Vergleich
zu Pentamidin. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Verbindung 3 mit der
Hälfte
der Dosis des Pentamidins getestet wurde, wie alle Carbazole.
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Als
Reihe enthalten die getesteten Carbazole einige der wirkungsvollsten
Anti-P. carinii-Mittel, die während mehrerer
Jahre des Testens von Arzneimitteln gegen P. carinii-Pneumonie untersucht
worden sind. Siehe S. K. Jones et al., Antimicrob. Agents Chemother.
34, 1026–1030
(1990); R. R. Tidwell et al., Pneumocystis carinii, (Herausgeber
P. Walzer, Marcel Decker: New York), Seiten 561–583 (1993); R. R. Tidwell
et al., J. Protozool. 36, 74S–76S
(1989); I. O. Donkor et al., J. Med. Chem. 37, 4554–4557 (1994);
R. R. Tidwell et al., Antimicrob. Agents Chemother. 37, 1713–1716 (1993).
Die Verbindung 3 ergab den geringsten Prozentsatz an Zysten gegenüber jeder
vorher getesteten Verbindung.
-
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Beispiel 8
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Bindung der
neuen Verbindungen an DNA
-
Für jede der
Verbindungen wurde das DNA-Bindungsvermögen bestimmt, da frühere Arbeiten
festgestellt haben, daß die
Bindung von dikationischen Molekülen
an DNA eine Voraussetzung für
ihre antimikrobielle Wirksamkeit ist. Siehe z. R. R. Tidwell et
al., Antimicrob. Agents Chemother. 37, 1713–1716 (1993); C. A. Bell et
al., Antimicrob. Agents Chemother. 35, 1099–1107 (1991). Die DNA-Bindung
der neuen Verbindungen wurde durch die Veränderung beim Schmelzen der
DNA bestimmt, die an die Experimentierverbindungen gebunden ist.
Die Methode ist gut dokumentiert und wird als eine Standardmethode
zum Bestimmen der DNA-Bindungsstärke
betrachtet. Siehe M. Cory et al., J. Med. Chem. 25, 431–438 (1992).
Kurz gesagt, ein Spektrophotometer für UV/sichtbares Licht mit einem
Küvettenwechsler
wurde mit einem Mikrocomputer gekoppelt, der die Küvettentemperatur
und die DNA-Extinktionsdaten bei 259 nm aufzeichnet, wenn die Probe mit
einer Geschwindigkeit von 18°C/h
erwärmt
wird. Es wurde Kalbthymus-DNA bei einer Anfangsextinktion von 0,3
A259 verwendet. Der Mittelpunkt jener Denaturierungskurve
wurde nach einer graphischen Selektion an dem Computer der Temperatur
der Anfangs- und der Endextinktion für jede Kurve jedes Experiments
bestimmt. In jedem Versuch wurde DNA oder DNA, die an eine Experimentierverbindung
gebunden war, untersucht, und für
jenes Experiment wurde ΔTms aus dem Polynucleotid Tm bestimmt.
Je größer die
Veränderung im
Schmelzpunkt war, desto stärker
war die DNA-Bindung der Moleküle.
Die in der Tabelle 1 angegebenen Daten stellen den Durchschnitt
von mindestens zwei ΔTm-Bestimmungen dar.
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Die
Tabelle 1 zeigt, daß die
Stärke
der DNA-Bindung mit der Anti-P. carinii-Potenz nicht korreliert.
Jedoch wurde früher
berichtet, daß,
obwohl eine starke DNA-Bindung eine Voraussetzung für eine antimikrobielle Aktivität ist, die
Stärke
der DNA-Bindung nicht notwendigerweise den Grad der antimikrobiellen
Wirkung wiedergibt. Siehe M. Cory et al., J. Med. Chem. 25, 431–438 (1992);
T. Fairley et al., J. Med. Chem. 36, 1846–1753 (1993).
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Interessanterweise
zeigte die Verbindung 8 nur eine mäßige Aktivität in dem
P. carinii-Tiermodel, war aber als DNA-Bindemittel sehr stark. Die schlechtere
Anti-P. carinii-Aktivität könnte der
schlechten Löslichkeit und
Verteilung dieses größeres Molekül zugeordnet
werden.
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Beispiel 9
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Aktivität der Verbindung
9 gegenüber
anderen opportunistischen Pathogenen
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Die
Aktivität
der Verbindung 9 gegenüber
drei weiteren mit AIDS in Verbindung stehenden opportunistischen
Pathogenen wird in der Tabelle 2 dargestellt. Neben der von dieser
Verbindung aufgezeigten Potenz gegenüber einer P. carinii-Infektion in dem
Rattenmodel war die Verbindung auch in einem neonatalen Mausmodell
bezüglich
einer Cryptosporidium parvum-Infektion wirksam. Dieses Modell ist
im einzelnen in früheren Berichten
beschrieben worden. Siehe B. L. Blagburn et al., Antimicrob. Agents
Chemother. 35, 1520–1523 (1991).
Die Aktivität
der Verbindung gegenüber
C. parvum wird durch eine Verminderung der Anzahl von Oocysten gemessen,
die im Darm von behandelten Mäusen
gefunden werden, verglichen mit unbehandelten Kontrollproben.
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Die
Verbindung 9 war auch in-vitro gegenüber Cryptococcus neoformans
und Candida albumins hochaktiv. Die Aktivität der Verbindung wurde durch
Anwenden eines in-vitro- Standardtests
bezüglich
der Pilzzellenwachstumshemmung bestimmt (das Testen der Antipilzanfälligkeit
von Hefe mit Brühenverdünnung, vorgeschlagenes
Standarddokument M27-P, bestätigt
durch das National Committee for Clinical Laboratory Standards,
1992). Kurz gesagt, dieses Verfahren mit Brühenverdünnung benutzt PMI-Medien und
ein Inoculum von 104 Kontrollröhrchen
mit Medium allein. Nachdem mit dem vorgenannten Verfahren die minimale
Hemmkonzentration bestimmt worden war, wurden Röhrchen mit nicht sichtbarem
Wachstum subkultiviert, um die minimale Fungizidkonzentration festzustellen,
und zwar durch Anwendung des Kriteriums von weniger als 0,01% an überlebendem
originalen Inoculum. Es wurden zwei Organismen getestet: (1) H99,
ein klinisches Isolat von C. neoformans, das in-vitro und in vivo gegenüber Azolen
und Polyenen sehr empfindlich ist, und (2) A39, ein klinisches Isolat
von C. albicans, das gegenüber
Azolen und Polyenen sehr empfindlich ist.
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Die
MFK-Werte (minimale Fungizidkonzentration) für die Verbindung 9 gegenüber diesen
beiden wichtigen, mit AIDS- in
Verbindung stehenden Pilzinfektionen sind in der Tabelle 2 dargestellt.
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Die
Daten in der Tabelle 2 zeigen, das das Potential für diese
Reihe von Verbindungen einem breiten Spektrum der antimikrobiellen
Aktivität
entspricht.
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Tabelle
2
Breitspektrum der Aktivität
der Verbindung 9
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MFD
= minimale Fungiziddosis. MHK = minimale Hemmkonzentration. MHK-
and MFD-Bestimmungen für
C. neoformans und C. albicans. Die MHK-Bestimmungen wurden gemäß dem von
NCCLS empfohlenen Standard M27-P (1992) durchgeführt. Die minimalen Fungizidkonzentrationen
(MFD) wurden nach der Methode von McGinnis ermittelt.