DE69724472T2

DE69724472T2 - Selenophen-antitumormittel

Info

Publication number: DE69724472T2
Application number: DE69724472T
Authority: DE
Inventors: Ching-Jer Chang; L. Curtis ASHENDEL; Darrick Kim
Original assignee: Purdue Research Foundation
Current assignee: Purdue Research Foundation
Priority date: 1996-06-03
Filing date: 1997-06-03
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2017-06-04
Also published as: CA2255664C; WO1997046225A1; EP1021178A1; ATE247955T1; CA2255664A1; AU727123B2; ES2205240T3; EP1021178A4; AU3300797A; DE69724472D1; EP1021178B1; JP2001503381A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zusammensetzungen und ein Verfahren zur Behandlung eines Patienten mit einem Tumor. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Behandlung von solchen Patienten mit einer wirksamen Menge eines Selenophen-Derivats.
Hintergrund und Zusammenfassung der Erfindung
Die Kontrolle und Heilung von Krebspatienten ist eines unserer am meisten herausfordernden Gesundheitsprobleme. Die Behandlung von Krebs kann durch verschiedene Therapiearten einschließlich Chirurgie, Bestrahlung, Chemotherapie oder eine Kombination von beliebigen dieser Behandlungen angegangen werden. Die Chemotherapie fährt fort, eine unerlässliche Therapie für nicht operierbare oder metastatische Formen dieser Krankheit zu sein.
Die Auswahl von natürlichen Verbindungen oder die Synthese von neuen Verbindungen, die eine wirksame Antikrebs-Aktivität haben, ist aufgrund der nach wie vor beschränkten Kenntnis der Krebszellenbiologie und -biochemie erschwert. Daher wird die Entwicklung von neuen wirksamen Anti-Tumormitteln stark abhängig von einem Screening der Verbindungen bleiben, um neue Verbindungen mit zytotoxischer Aktivität zu entdecken. Vorzugsweise zeigen derartige Verbindungen eine gesteigerte Zytotoxizität gegen Tumorzellen relativ zu deren Zytotoxizität gegenüber normalen Zellen.
Der Erfolg von neuen Programmen zur Entwicklung von Antitumor-Arzneimitteln ist von der anfänglichen Identifikation der Anti-Tumormittel abhängig. Die Entdeckung von Anti-Tumormitteln erfordert daher das systematische Screening einer großen Anzahl von natürlichen Produkten und synthetischen Verbindungen.
Die Mäuse L1210-Leukämie-Zelllinie war anfänglich das bevorzugte Modellsystem, welches zum Screening von natürlichen Verbindungen bezüglich deren Antitumor-Aktivität verwendet wurde. Es wurde jedoch gefunden, dass das P388 murine Leukämiesystem empfindlicher und vorhersagegenauer ist, als das L1210-Leukämiesystem, und es ist als ein Primärscreen während der letzten Dekade verwendet worden. Ein systematisches Screening für Verbindungen, die Toxizität gegenüber diesen beiden Leukämie-Zelllinien zeigen, resultierte in der Isolierung einer großen Anzahl von aktiver natürlicher Produkte. Die Antikrebs-Aktivitäten dieser Verbindungen war jedoch vorwiegend bei Leukämie, Lymphomie und einigen seltenen Tumoren vorhanden. Eine geringe klinische Wirksamkeit oder ein Fehlen der klinischen Wirksamkeit von bekannten Chemotherapeutika gegen langsam wachsende feste Tumore ist ein ernstes Besorgnis.
Es wurde erkannt, dass die Verwendung eines einzelnen Antileukämie-Screeningsystems die Endergebnisse beeinflussen und zu der Isolierung von Verbindungen führen kann, die nur in der Behandlung von schnell wachsenden Tumoren aktiv sind. Des weiteren kann die Verwendung eines einzelnen Antileukämie-Screeningsystems nicht neue Verbindungen mit hohen Spezifizitäten für bestimmte Zelllinien detektieren. Es ist ebenso wahrscheinlich, dass viele neue Verbindungen mit möglicher Antitumor-Aktivität aufgrund der weniger empfindlichen in vivo-Modelle aufgrund der niedrigen Konzentrationen, bei welchen viele aktive natürliche Produkte auftreten, nicht nachgewiesen verbleiben.
Unter Betrachtung der Vielfalt von Tumoren hinsichtlich der Zelltypen, Morphologie, Wachstumsrate und anderen zellulären Eigenschaften hat das US-National Cancer Institute (NCI) einen "krankheitsorientierten" Ansatz des Screenings der Antitumor-Aktivität entwickelt (M. R. Boyd, in "Principle of Practice of Oncology" J. T. Devita, S. Hellman, S. A. Rosenberg (Herausgeber) Band 3, PPO Update, No. 10, 1989). Dieses in vitro-Vorscreeningsystem basiert auf der Messung der Antitumor-Zytotoxizität gegen Platten mit menschlichen Tumorzelllinien, bestehend aus ungefähr sechzig Zelllinien der menschlichen Haupttumore (einschließlich Leukämie und langsamer wachsenden Tumorzellen wie beispielsweise Lunge, Dickdarm, Brust, Haut, Niere usw.). Der wichtigste Vorteil der neuen in vitro-Screeningplatten ist die Möglichkeiten, Verbindungen zu identifizieren, die selektiv mehr zytotoxisch gegenüber Zellen von langsam wachsenden festen Tumoren sind als gegenüber schnell wachsenden Leukämiezellen.
Das Zytotoxizitätsprofil der Platten menschlicher Tumorzellen der NCI zeigt die Tumorspezifizität einer gegebenen Verbindung, das Assay bewertet jedoch nicht die Toxizität der Verbindung gegenüber normalen menschlichen Zellen. Dementsprechend wird ein zweites Bio-Assay verwendet, um die selektive Zytotoxizität gegen bestimmte Arten von Tumorzellen gegenüber normalen menschlichen Zellen zu messen.
Das Wachstum und die Differenzierung von Zellen werden durch signalgebende Kaskaden reguliert, die durch verschiedene mitogene Proteine induziert werden (J. Kurjan und B. L. Taylor, "Signal Transduction", Academic Press, New York, NY 1994), die oftmals durch Proto-Onkogene kodiert werden. Die Überexpression, Verstärkung oder Mutation des Onkoproteins ist kritisch in der Initiierunq, Fortschreitung und Metastasenbildung von malignen Zellen involviert (R. A. Weinberg, "Oncogenes and the Molecular Origins of Cancer", Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989). Viele Onkoproteine verän dern die Regulation des Wachstums normaler Zellen durch eine Modulierung der intrazellulären Signalwege von der Membran zu dem Kern. Daher kann Krebs als eine Krankheit der zellulären Signaltransduktion betrachtet werden, welche einen neuartigen Ansatz für eine Antikrebstherapie darstellt. Eines der kritischen Enzyme, die in der Signalübertragung der Onkoproteine involviert ist, ist Proteinkinase C (U. Nishizuka, Nature, 308, 693, 1984 und Science, 233, 305, 1986). Die Bestimmung des Vermögens einer Verbindung, die Aktivität von Proteinkinase C zu inhibieren, ist daher eine gute Vorhersage zur Entdeckung neuer Antikrebsmittel geworden (A. Basu, Pharmac Ther, 59, 257, 1993). Des weiteren ist es bereits bekannt, dass die Selenophen-Verbindungen eine Selektivität für bestimmte Mitglieder der Klasse von Proteinkinase, einschließlich Proteinkinase C, zeigen. Eine Inhibierung einer spezifischen Klasse von Proteinkinase wird die Behandlung von anderen Krankheiten, die mit Defekten der Signaltransduktion verbunden sind, gestatten.
Selenophene sind Selen enthaltene heterozyklische Verbindungen, die Analoga von natürlich auftretenden Thiophen-, Furan- und Pyrrol-Verbindungen sind. Es wurde gefunden, dass Selenophene wirksame Anti-Tumormittel sind und eine gesteigerte Cytotoxizität gegen langsam wachsende Tumorzellen aufweisen; selektive Cytotoxizität gegen menschliche Nieren-, Eierstock-Tumorzellen und Hauttumorzellen und eine Inhibition von Proteinkinase C zeigen.
In Übereinstimmung mit dieser Erfindung wird ein Verfahren zur Behandlung von Krebs bereitgestellt, welches Selenophen-Verbindungen der Formel I verwendet:
wobei R₁ und R₂ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus
H, CHO, CH₂OH und CH₂NH₂;
X und Y sind unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Se, S, O, NCH₃ und NH;
R₃, R₄, R₅ und R₆ sind unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus H, CHO, CH₂OH und CH₂NH₂; Cyclodextrin-Komplexe von derartigen Verbindungen; und wenn R₃, R₄, R₅ oder R₆ CH₂NH₂ ist, das pharmazeutisch akzeptable Salz der hierdurch wiedergegebenen Verbindung.
Des weiteren werden in Übereinstimmung mit dieser Erfindung neue cytotoxische Verbindungen der oben genannten Formeln und chemotherapeutische pharmazeutische Zusammensetzungen enthaltend die Verbindungen in Mengen, die anti-tumorwirksam sind, bereitgestellt.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann bei Betrachtung der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele, die die besten Ausführungsweisen der Erfindung, wie sie gegenwärtig erkannt werden, ersichtlich werden.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Selenophen-Verbindungen, deren pharmazeutische Zusammensetzungen und Verfahren zur Verwendung derartiger Verbindungen/Zusammensetzungen für die Behandlung von Patienten mit Tumoren. Die Selenophen- Verbindungen sind wirksame Anti-Tumormittel gegen langsam wachsende Tumore, und es wurde allgemein gefunden, dass diese eine hochselektive Zytotoxizität für einzelne Tumorzelllinien haben.
Die Verbindungen nach der vorliegenden Verbindung sind Selenophen-Verbindungen der Formel I:
wobei R₁ und R₂ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus:
H, CHO, CH₂OH und CH₂NH₂;
X und Y sind unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Se, S, O und NR;
R ist H oder C₁-C₇ Alkyl;
R₃, R₄ R₅ und R₆ sind unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Nitro, Amino, Alkoxy, Cyano, Chloro, Bromo, Iodo, C₂-C₇ Alkyl oder Halogenalkyl, C₁-C₇ Alkenyl oder Halogenalkenyl, C₁-C₄ Alkanoyloxymethyl, CH₂OR₇, COR₈, CH₂NR₉R₁₀, CH₂(OR₇)R₁₁, CH₂=CR₂R₁₃, CH₂=NR₁₄, CH₂SC(NH)NH₂ und C≡CR₁₅, wobei
R₇ ist H, CO(CH₂)₂CO₂H, (CH₂)₂OCH₃, C₁-C₄ Alkyl oder COC₁-C₇ Alkyl;
R₈ ist H oder C₁-C₇ Alkyl;
R₉ und R₁₀ sind unabhängig voneinander H, CN, C₁-C₄ Alkyl oder Mono- oder Di-HydroxyC₂-C₄ Alkyl;
R₁₁ ist C₁-C₇ Alkyl, oder C₁-C₇ Alkenyl;
R₁₂ und R₁₃ sind unabhängig voneinander H, C₁-C₇ Alkyl, COOR₈, CN, CH(OR₇)COOR₈, Br, CO-Thienyl, COC₆H₄OH(p);
R₁₄ ist NHR₇ oder OR₈;
R₁₅ ist COOR₈, CH(OR₇)CH₂OR₁₆ oder CH (OCOC₁-C₄ Alkyl) CH2OR₈;
R₁₆ ist H, COCH₂CH₂CO₂H, oder COC₁-C₇ Alkyl;
Cyclodextrinkomplexe von derartigen Verbindungen und
wenn R₃, R₄, R₅ oder R₆ CH₂NR₆R₇ ist, das pharmazeutisch akzeptable Salz der dadurch wiedergegebenen Verbindung.
In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung wird ein Anti-Tumor-Selenophen der obigen Formel I bereitgestellt, wobei R₂ ist
X und Y sind unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus S, Se und NH;
R₁, R₃ und R₆ sind H; und
R₅ ist ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus CHO oder CH₂OH;
und Cyclodextrinkomplexen von derartigen Verbindungen. Es wurde gezeigt, dass diese Verbindungen eine zytotoxische Selektivität gegenüber transformierten menschlichen Zellen zeigen (siehe Tabelle 1).
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung wird ein Anti-Tumor-Selenophen der obigen Formel I bereitgestellt, wobei R₁ ist;
X und Y sind unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus X, Se und NH;
R₂, R₃ und R₆ sind H;
R₅ ist ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus CHO oder CH₂OH;
und Cyclodextrinkomplexe von derartigen Verbindungen.
Andere bevorzugte Verbindungen in Übereinstimmung mit dieser Erfindung sind Selenophene der Formel I:
wobei R₁ und R₂ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus
H, CHO, CH₂OH und CH₂NH₂;
X und Y sind unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Se, S, O, NCH₃ und NH;
R₃, R₄, R₅ und R₆ sind unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H, CHO, CH₂OH und CH₂NH₂; Cyclodextrinkomplexen von derartigen Verbindungen; und wenn R₂ oder R₃ CH₂NH₂ ist, das pharmazeutisch akzeptable Salz der dadurch wiedergegebenen Verbindung; mit der Zusatzbestimmung, dass wenn R₂ ist
R₁ ist verschieden von
und wenn R₁ ist
ist R₂ verschieden von
In Übereinstimmung mit einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden ebenfalls neue Zwischenprodukte der Formel II bereitgestellt:
wobei W ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus N(CH₃)₂ und
und X und Y sind unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Se, S, O, NCH₃ und NH.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Formel I durch ein Zwischenprodukt einer Verbindung der Formel
in Übereinstimmung mit den allgemeinen Verfahren der Schemata 1 bis 4, wie sie hier nachfolgend beschrieben werden, wobei X und Y unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Se, S, O, NCH₃ und NH.
Die Selenophen-Verbindungen nach dieser Erfindung werden schnell in pharmazeutische Zusammensetzungen formuliert, ebenso innerhalb des Schutzumfanges dieser Erfindung, um diese in dem gegenwärtig beschriebenen Verfahren zur Behandlung von Patien ten mit Tumoren zu verwenden. In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung weist die pharmazeutische Zusammensetzung eine gegen Tumore wirksame Menge einer Selenophen-Verbindung in der Formel I auf:
wobei R₁ und R₂ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus:
H, CHO, CH₂OH und CH₂NH₂;
X und Y sind unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Se, S, O und NR;
R ist H oder C₁-C₇ Alkyl;
R₃, R₅ R₅ und R₆ sind unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Nitro, Amino, Alkoxy, Cyano, Chloro, Bromo, Iodo, C₂-C₇ Alkyl oder Halogenalkyl, C₁-C₇ Alkenyl oder Halogenalkenyl, C₁-C₄ Alkanoyloxymethyl, CH₂OR₇, COR₈, CH₂NR₉R₁₀, CH₂(OR₇)R₁₁, CH₂=CR₂R₁₃, CH₂=NR₁₄, CH₂SC(NH)NH₂ und C≡CR₁₅, wobei
R₇ ist H, CO(CH₂)₂CO₂H, (CH₂)₂OCH₃, C₁-C₄ Alkyl oder COC₁-C₁₇ Alkyl;
R₈ ist H oder C₁-C₇ Alkyl;
R₉ und R₁₀ sind unabhängig voneinander H, CN, C₁-C₄ Alkyl oder Mono- oder Di-HydroxyC₂-C₄ Alkyl;
R₁₁ ist C₁-C₇ Alkyl, oder C₁-C₇ Alkenyl;
R₁₂ und R₁₃ sind unabhängig voneinander H, C₁-C₇ Alkyl, COOR₈, CN, CH(OR₇)COOR₈, Br, CO-Thienyl, COC₆H₄OH(p);
R₁₄ ist NHR₇ oder OR₈;
R₁₅ ist COOR₈, CH(OR₇)CH₂OR₁₆ oder CH(OCOC₁-C₄ Alkyl)CH₂OR₈;
R₁₆ ist H, COCH₂CH₂CO₂H, oder COC₁-C₇ Alkyl;
Cyclodextrinkomplexe von derartigen Verbindungen und
wenn R₃, R₄, R₅ oder R₆ CH₂NR₆R₇ ist, das pharmazeutisch akzeptable Salz der dadurch wiedergegebenen Verbindung und einen pharmazeutisch akzeptablen Träger.
Eine andere pharmazeutische Zusammensetzung innerhalb des Schutzumfangs dieser Erfindung weist eine gegen Tumore wirksame Menge einer Selenophen-Verbindung der Formel 1 auf:
wobei R₁ und R₂ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus
H, CHO, CH₂OH und CH₂NH₂;
X und Y sind unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Se, S, O, NCH₃ und NH;
R₃, R₄ und R₆ sind H;
R₅ ist ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus H, CHO, CH₂OH und CH₂NH₂; Cyclodextrinkomplexen von derartigen Verbindungen;
und wenn R₃, R₄, R₅ oder R₆ CH₂NH₂ ist, das pharmazeutisch akzeptable Salz der dadurch wiedergegebenen Verbindung, unter der Zusatzbedingung, dass wenn R₂ ist,
ist R₁ verschieden von
und wenn R₁ ist,
ist R₂ verschieden von
und einen pharmazeutisch akzeptablen Träger.
Die vorliegenden Verbindungen sind schnell unter Verwendung auf dem Fachgebiet bekannter chemischer Syntheseverfahren hergestellt, wie beispielhaft im hier Nachfolgenden verdeutlicht wird.
Die zytotoxische Aktivität der vorliegenden Selenophen-Verbindungen wurde unter Verwendung von zwei unterschiedlichen Assays oder Screening-Verfahren gemessen. Das erste Screening-Verfahren misst die Zytotoxizität gegenüber einer Platte mit 60 verschiedenen menschlichen Tumorzelllinien. Dieses Assay stellt Daten bezüglich der allgemeinen Zytotoxizität einer individuellen Verbindung bereit. Insbesondere ist diese Art von Assay bei der Identifizierung von Verbindungen nützlich, welche eine gesteigerte zytotoxische Aktivität gegen langsam wachsende Tumoren im Vergleich mit schneller wachsenden Tumorzellen wie beispielsweise Leukämie-Tumorzelllinien hat. Die Identifizierung von derartigen Verbindungen ist kritisch, da früher identifizierte Anti-Tumormittel eine geringe zytotoxische Aktivität gegen langsam wachsende Tumore haben. Die Spezifizität einer Verbindung für eine begrenzte Anzahl von Tumorzelllinien zeigt auch an, dass eine derartige Verbindung wahrscheinlich gegenüber normalen Zellen weniger zytotoxisch sein wird. Die Spezifizität einer zytotoxischen Verbindung für Tumorzelllinien relativ zu normalen Zellen ist eine wichtige Eigenschaft eines wirksamen Anti-Tumormittels.
Zytotoxische Antitumor-Daten, die von den Platten mit menschlichen Tumorzellen des National Cancer Instituts erzeugt wurden, können auch in einem grafischen Muster (Durchschnittsgraf) ausgedrückt werden, um eine unterschiedliche Inhibition des Zellwachstums zu zeigen (K. D. Paull, R. H. Shoemaker, L. Hodes, A. Monks, D. A. Scudiero, L. Rubinstein, J. Plowman und M. R. Boyd, J. Natl. Cancer Inst., 81, 1088, 1989). In dem Durchschnittsgraf wird das arithmetische Mittel des Logarhythmus der GI₅₀ (50% Wachstumsinhibition), TGI (Gesamtwachstumsinhibition) oder LC₅₀ (50% letale Konzentration)-Werte als ein Ankerpunkt verwendet. Die relative Zytotoxizität wird durch eine Projektion der Säulen auf die rechte oder linke Seite des Mittelwertes angezeigt, in Abhängigkeit davon, ob die Sensitivität der Zellen auf eine Testverbindung größer oder kleiner als der Durchschnitt ist. Die Länge einer Säule ist ein Anzeichen einer differenziellen Zytotoxizität gegen eine spezifische Art von Tumorzellen oder Tumorplatten.
In einem zweiten Assay wird die zytotoxische Selektivität durch Vergleich der Zytotoxizität der Verbindung gegen menschliche Karzinomazellen der Niere (A-498), ras-transformierte menschliche Bronchialepithelzellen (TBE) und normale menschliche Nierenzellen (RPTEC) bewertet. Die IC₅₀-Werte wurden zwischen behandelten TBE-Zellen und RPTEC-Zellen verglichen und der selektive Zytotoxizitätsindex (SCI) wurde bestimmt [SCI = GI₅₀(RPTEC)/GI₅₀(A-498)].
Die Antitumor-Zytotoxizität der in diesen in vitro-Assays getesteten Selenophen-Verbindungen wurde durch ein Mikrokultur-Assay unter Verwendung entweder eines 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromid (MTT) oder Sulforhodamin B (SRB) basierenden Assays gemessen. [M. R. Boyd in "Principles and Practices of Oncology", V. T. DeVita Jr.]. Diese Experimente wurden an der Purdue Universität in 96-Loch-Mikrotiter-Platten durchgeführt und die cytotoxischen Wirkungen der Selenophen- Verbindungen auf diese Zellen wurden durch Zellzählung unter Verwendung eines Coulter Z.F.-Zählers (Hialeah, FL) gemessen. Die Ergebnisse wurden ausgedrückt als GI₅₀, die Konzentration des Arzneimittels, bei welcher die Zellzahlen auf 50% der Kontrollzellkultur reduziert wurden [T. C. K. Chan, C. J. Chang, N. M. Koonchanok und R. L. Geahlen, Biochem. Biophys. Res. Commun., 193, 1152 (1993); S. Hellmann und S. A. Rosenberg (Herausgeber, Band 3, PPO Updates, Nummer 10, (1989)].
Dieses in vitro Mikrokultur-Assay hat einen Vorteil gegenüber in vivo-Assays dahingehend, dass Ergebnisse innerhalb einer Woche im Gegensatz zu mehreren Monaten erhalten werden. Das MTT-Assay basiert auf der Produktion eines dunkelblauen Formazan-Produktes durch Dehydrogenase in den Mitochondrien der lebenden Tumorzellen nach deren Aussetzung gegenüber Arzneimitteln für sechs Tage [M. C. Alley, D. A. Scudiero, A. Monks, M. L. Hursey, M. J. Czerwinski, D. L. Fine, B. J. Abbott, J. G. Mayo, R. H. Shoemaker und M. R. Boyd, Cancer Res., 48, 589, 1998]. Daher werden nur lebende Zellen gefärbt und können bei 570 nm gemessen werden. Das SRB-Assay basiert auf der Bindung der anionischen Gruppe an den basischen Aminosäureresten der zellulären Proteine nach der Aussetzung der Tumorzellen gegenüber dem Arzneimittel für zwei Tage [P. Skehan, R. Storeng, D. Scudiero, A. Monks, J. McMahon, D. Vistica, J. T. Warren, H. Bohesch, S. Kenney und M. R. Boyd, J. Nat. Cancer Inst., 82, 1107, 1990]. Daher kann das Gesamtprotein bei 564 nm gemessen werden. Die Antitumor-Zytotoxizität wird berichtet als GI₅₀, die Wirkung der Arzneimitteldosis, bei welcher das Zellwachstum auf 50% gegenüber der Kontrollkultur der Tumorzellen verzögert ist. Die aktiven Verbindungen sind wie jene Verbindungen definiert, die GI₅₀-Werte haben können, die geringer als 10^–4 M oder 10 μg/ml sind.
Die in Tabelle 1 dargestellten Daten veranschaulichen, dass Selenophene im Allgemeinen eine größere Zytotoxizität gegenüber menschlichen Karzinomzellen der Niere im Vergleich zu normalen menschlichen Zellen zeigen. Die Daten von Tabelle 1 demonstrieren die selektive Zytotoxizität von verschiedenen Selenophen-Verbindungen gegen menschliche Nierenkarzinoma und ras-Oncogen transformierte menschliche bronchiale Epithelzellen [in GI₅₀ (μg/ml)]. Die nachfolgenden Abkürzungen werden für die getesteten Zelllinien verwendet:
RPTEC: normale menschliche Nierenzellen
A-498: menschliche Nierenkarzinoma
TBE: ras-transformierte menschliche bronchiale Epithelzellen
SCI: selektiver Zytotoxizitätsindex = GI₅₀(RPTEC)/GI₅₀(A-498)
Tabelle 1:
Tabelle 1, Fortsetzung:
Die vorliegende Erfindung stellt des weiteren pharmazeutische Formulierungen bereit, die eine wirksame Menge einer Selenophen-Verbindung zur Behandlung eines Patienten mit einem Tumor aufweisen. Wie hierin verwendet, wird eine wirksame Menge der Selenophen-Verbindung als die Menge der Verbindung definiert, welche, bei Verabreichung gegenüber einem Patienten, das Wachstum der Tumorzellen inhibiert, maligne Zellen tötet, das Volumen oder die Größe der Tumore reduziert oder den Tumor in dem behandelten Patienten vollständig beseitigt.
Die einem Patienten zu verabreichende wirksame Menge basiert typischerweise auf dem Oberflächenbereich des Körpers, dem Gewicht des Patienten und dem Zustand des Patienten. Die Wechselbeziehung der Dosierungen für Tiere und Menschen (basierend auf Milliqramm je Quadratmeter der Körperoberfläche) wird beschrieben von Freireich, E. J., et al., Cancer Chemother. Rep., 50 (4): 219 (1966). Körperoberflächenbereiche können ungefähr aus der Größe und dem Gewicht des Patienten bestimmt werden (siehe beispielsweise wissenschaftliche Tabellen, Geigy Pharmaceuticals, Ardley, New York, Seiten 537–538 (1970)). Eine wirksame Menge der Selenophen-Verbindungen in der vorliegenden Erfindung kann von ungefähr 5 mg/kg bis ungefähr 100 mg/kg, mehr bevorzugt von ungefähr 0,25 mg/kg bis ungefähr 50 mg/kg, und am meisten bevorzugt ungefähr 0,1 bis ungefähr 10 mg/kg reichen.
Wirksame Dosierungen werden ebenfalls, wie von dem Fachmann auf diesem Gebiet erkannt wird, in Abhängigkeit von dem Weg der Verabreichung, Verwendung des Exzipienten und der Möglichkeit der gemeinsamen Verwendung zusammen mit anderen therapeutischen Behandlungen einschließlich anderen Anti-Tumormitteln und Strahlentherapie variieren.
Die pharmazeutische Formulierung kann über den parenteralen Weg, einschließlich subcutan, intraperitoneal, intramusculär und intravenos verabreicht werden. Beispiele von parenteralen Dosierungsformen schließen wässrige Lösungen des aktiven Mittels in einer isotonischen Salzlösung, 5% Glucose oder anderen gut bekannten pharmazeutisch akzeptablen flüssigen Trägern ein. In einem bevorzugten Aspekt des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird die Selenophen-Verbindung in einer Salzlösung enthaltend 5% von Dimethylsulfoxid und 10% Cremphor EL (Sigma Chemical Company) gelöst. Zusätzliche solubilisierende Mittel, beispielsweise Cyclodextrine, welche spezifische, stärker lösliche Komplexe mit den vorliegenden Selenophen-Verbindungen bilden, oder andere solubilisierende Mittel, die dem Fachmann auf diesem Gebiet gut bekannt sind, können als pharmazeutische Exzipienten zur Freisetzung der Selenophen-Verbindungen verwendet werden.
Die vorliegende Verbindung kann ebenfalls in Dosierungsformen für andere Wege der Verabreichung unter Verwendung gut bekannter Verfahren formuliert werden. Die pharmazeutischen Zusammensetzungen können beispielsweise in Dosierungsformen für orale Verabreichungen in einer Kapsel, eingeschlossen in einem Gel oder einer Tablette formuliert werden. Kapseln können jegliche gut bekannte pharmazeutisch akzeptable Materialien wie beispielsweise Gelatine oder Zellulosederivate enthalten. Tabletten können in Übereinstimmung mit konventionellen Verfahren durch Kompression von Mischungen des aktiven Polythiophens und festen Trägern und von Gleitmitteln, die dem Fachmann auf diesem Gebiet gut bekannt sind, formuliert werden. Beispiele von festen Trägern schließen Stärke, Zucker und Bentonit ein. Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können ebenso in einer Form einer hartschaligen Tablette oder Kapsel enthaltend beispielsweise Lactose oder Mannitol als ein Binder und herkömmliche Füllstoffe und Tablettierungsmittel verabreicht werden.
Die nachfolgenden Beispiele werden bereitgestellt, um verschiedene Ausführungsformen der Erfindung des Anmelders zu veranschaulichen und sind nicht beabsichtigt, um in irgendeiner Weise den Schutzumfang der Erfindung, wie sie in dieser Beschrei bung und den beigefügten Ansprüchen ausgeführt wird, zu beschränken.
Beispiel 1
Synthese von α-Terselenophenen
Eine zweistufige Gesamtsynthese von α-Terselenophen aus Selenophene (Aldrich Chemical Co.) wurde entwickelt (siehe Schema 1).
Schema 1
Bis(tricyclohexylzinn)selenid kann hergestellt werden aus Tricyclohexylzinnchlorid (Aldrich Chemical Co.) und Natriumselenid (Alfa Chemical Co.). Die funktionelle Gruppe kann durch selektive α-Formylierung unter Verwendung von Lithiumdiisopropylamid (LDA) und Dimethylformamid (DMF) eingeführt werden, welche anschließend sequenziell in die funktionellen Gruppen Hydroxylmethyl und Aminomethyl konvertiert werden kann. Diese funktionellen Gruppen können erforderliche Startpunkte für weitere chemische Modifikationen bereitstellen, siehe Schema 2 wie folgt:
Beispiel 2
Synthese von Hybrid-α-Terselenophenen
Die für die Herstellung von α-Terselenophen entwickelte Synthesestrategie kann schnell für die Synthese von einer Vielzahl von "Hybrid" α-Selenophenen enthaltenden anderen fünfgliedrigen Heterocyclen modifiziert werden (siehe Schema 3).
Schema 3
Hierbei sind X und Y ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Se, O, S, NCH₃ und NH₂ und Z ist ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Se, S, NCH₃ und NH₂. Verschiedene funktionelle Gruppen können unter Verwendung des zur Synthese von α-Terselenophenen (Schema 2) ausgeführten Konzeptes eingeführt werden.
Beispiel 3
Herstellung von 1,4-Diselenophen-1,4-diketon
Eine CH₂Cl₂-Lösung enthaltend Selenophen (5 g) und Succinyl Chlorid (2 g) wurden tropfenweise zu einer wasserfreien CH₂Cl₂-Lösung (60 ml) enthaltend AlCl₃ (5 g) unter N₂ bei 0°C zugefügt. Die Reaktionsmischung wurde bei 0°C eine Stunde gerührt, langsam auf Raumtemperatur erwärmt und für vier Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Die Reaktionsmischung wurde in ein Eis enthaltendes Becherglas geleert. Ethylacetat (200 ml) wurden zugefügt und die organische Schicht wurde unter Verwendung eines Scheidetrichters abgetrennt. Die wässrige Schicht wurde mit Ethylacetat (2 × 100 ml) nachgewaschen. Die vereinigten organischen Schichten wurden mit H₂O (2 × 300 ml) gewaschen. Die organischen Schichten wurden gesammelt, über MgSO₄ getrocknet und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung (10 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographisch behandelt, um das Produkt in 25% Ausbeute zu ergeben.
Beispiel 4
Herstellung von 2,2':5',2''-Terselenophen
Eine BCl₃-Lösung (1,0 M Lösung in Hexan, 580 ml) wurde tropfenweise zu einer wasserfreien Toluollösung (5 ml) enthaltend 1,4-Diselenophen-1,4-diketon (100 mg) und Bis(tricyclohexylzinn) selenid (520 mg) unter Stickstoff bei Raumtemperatur zugefügt. Die Lösung wurde für 30 Minuten unter Rückfluss erhitzt und auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat verdünnt (100 ml) und mit H₂O (2 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von Hexan chromatographiert, um 2,2':5'2''-Terselenophen in 80%iger Ausbeute zu ergeben.
Beispiel 5
Herstellung von 2-Formyl-5,2':5'',2''-terselenophen
LDA (1,0 M-Lösung in THF, 310 ml) wurden zu einer wasserfreien THF-Lösung (4 ml) enthaltend 2,2':5',2''-Terselenophen (100 mg) unter Stickstoff bei –78°C zugefügt. Die Lösung wurde bei –78°C für drei Stunden gerührt, wasserfreies DMF (1 ml) wurde zugefügt, bei –78°C für eine Stunde gerührt und langsam auf Raumtemperatur erwärmt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (100 ml) verdünnt und mit H₂O (4 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von CH₂Cl₂ chromatographiert, um 2-Formyl-5,2':5',2''-Terselenophen in einer Ausbeute von 75% zu ergeben.
Beispiel 6
Herstellung von 2,5''-Diformyl-5,2':5',2''-terselenophen
LDA (1,0 M Lösung in THF, 1,0 ml) wurden zu einer wasserfreien THF-Lösung (4 ml) enthaltend 2,2':5',2''-Terselenophen (100 mg) unter Stickstoff bei –78°C zugefügt. Die Lösung wurde bei –78 °C für drei Stunden gerührt, wasserfreies DMF (2 ml) wurden zugefügt, bei –78°C für eine Stunde gerührt und langsam auf Raumtemperatur erwärmt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (100 ml) verdünnt und mit H₂O (4 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde getrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (5 : 1) CH₂Cl₂/Ethylacetat chromatographiert, um 2,5''-Diformyl-5,2':5',2''-terselenophen in einer Ausbeute von 75% zu ergeben.
Beispiel 7
Herstellung von 2-Hydroxymethyl-5,2':5',2''-terselenophen
NaBH₄ (10 mg) wurden zu einer THF-Lösung (2 ml) von 2-Formyl- 5,2':5',2''-Terselenophen (15 mg) zugefügt und bei Raumtemperatur für zwei Stunden gerührt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (50 ml) verdünnt, mit 2 N HCl (5 ml) gewaschen und anschließend mit H₂O (3 × 50 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (2 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 2-Hydroxymethyl-5,2':5',2''-terselenophen in einer Ausbeute von 98% zu ergeben.
Beispiel 8
Herstellung von 2,5''-Dihydroxymethyl-5,2':5',2''-terselenophen
NaBH₄ (10 mg) wurden zu einer THF-Lösung (2 ml) enthaltend 2,5''-Diformyl-5,2':5',2''-terselenophen (15 mg) zugefügt und bei Raumtemperatur für fünf Stunden gerührt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (50 ml) verdünnt, mit 2 N HCl (5 ml) gewaschen und mit H₂O (3 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (1 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 2,5''-Dihydroxymethyl-5,2':5',2''-terselenophen in einer Ausbeute von 98% zu ergeben.
Beispiel 9
Herstellung von 2,4-Diselenophenylfuran
d-10-Camphersulfonsäure (2 g) wurde zu einer ethanolischen Lösung (15 ml) enthaltend 2',2''-Diselenophen-1,4-diketon (100 mg) zugefügt und für zwei Tage unter Rückfluss erhitzt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (100 ml) verdünnt und mit H₂O (3 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₃ getrocknete, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung (10 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 2,2':5,2''-Diselenophenylfuran in einer Ausbeute von 90% zu ergeben.
Beispiel 10
Herstellung von 5'-Formyl-2,2':5,2''-diselenophenylfuran
LDA (1 molare Lösung THF, 00 ml) wurden zu einer wasserfreien THF-Lösung (00 ml) enthaltend 2,2':5,2''-Diselenophenylfuran (00 mg) unter Stickstoff bei –78°C zugefügt. Die Lösung wurde bei –78°C für drei Stunden gerührt, wasserfreies DMF (Überschuss) wurde zugefügt, bei –78°C für eine Stunde gerührt und langsam auf Raumtemperatur erwärmt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (00 ml) verdünnt und mit H₂O (3 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (4 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 5'-Formyl-2,2':5,2''-diselenophenylfuran in einer Ausbeute von 00% zu ergeben.
Beispiel 11
Herstellung von 5',5''-Diformyl-2,2':5,2''-diselenophenylfuran
LDA (1 molare Lösung in THF, 00 ml) wurden zu einer wasserfreien THF-Lösung (00 ml) enthaltend 2,2':5,2''-Diselenophenylfuran (00 mg) unter Stickstoff bei –78°C zugefügt. Die Lösung wurde bei –78°C für drei Stunden gerührt, wasserfreies DMF (Überschuss) wurde zugefügt, bei –78°C für eine Stunde gerührt und langsam auf Raumtemperatur erwärmt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (00 ml) verdünnt und mit H₂O (3 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (4 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 5,5''-Diformyl-2,2':5,2''-diselenophenylfuran in einer Ausbeute von 00% zu ergeben.
Beispiel 12
Herstellung von 5'-Hydroxymethyl-2,2':5,2''-diselenophenylfuran
NaBH₄ (Überschuss) wurde zu einer THF-Lösung (00 ml) enthaltend 5'-Formyl-2,2':5,2''-Diselenophenylfuran (00 mg) zugefügt und bei Raumtemperatur für fünf Stunden gerührt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (100 ml) verdünnt und mit H₂O (3 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (2 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 5'-Hydroxymethyl-2,2':5,2''-diselenophenylfuran in einer Ausbeute von 00% zu ergeben.
Beispiel 13
Herstellung von 5',5''-Dihydroxymethyl-2,2':5,2''-diselenophenylfuran
NaBH₄ (Überschuss) wurde zu einer THF-Lösung (00 ml) enthaltend 5',5''-Diformyl-2,2':5,2''-diselenophenylfuran (00 mg) zugefügt und bei Raumtemperatur für fünf Stunden gerührt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (100 ml) verdünnt und mit H₂O (3 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (1 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 5',4''-Dihydroxymethyl-2,2':5,2''-diselenophenylfuran in einer Ausbeute von 00% zu ergeben.
Beispiel 14
Herstellung von 2,2':5,2''-diselenophenylthiophen
BCl₃ (1,0 M Lösung in Hexan, 580 ml) wurde tropfenweise zu einer wasserfreien Toluollösung (5 ml) enthaltend 2',2''- Diselenophenyl-1,4-diketon (100 mg) und Bis(tricyclohexyltin) sulfid (520 mg) unter Stickstoff bei Raumtemperatur tropfenweise zugefügt. Die Lösung wurde für 30 Minuten unter Rückfluss erhitzt und auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (200 ml) verdünnt und mit H₂O (2 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von Hexan chromatographiert, um 2,2':5,2''-Diselenophenylthiophen in einer Ausbeute von 85% zu ergeben.
Beispiel 15
Herstellung von 5'-Formyl-2,2':5,2''-diselenophenylthiophen
LDA (1,0 M Lösung in THF, 350 ml) wurde zu einer wasserfreien THF-Losung (4 ml) enthaltend 2,2':5,2''-Diselenophenylthiophen unter Stickstoff bei –78°C zugegeben. Die Lösung wurde bei –78 °C für drei Stunden gerührt, wasserfreies DMF (1 ml) wurde zugeführt, bei –78°C für eine Stunde gerührt und langsam auf Raumtemperatur erwärmt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (50 ml) verdünnt und mit H₂O (3 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von CH₂Cl₂ chromatographiert, um 5'-Formyl-2,2':5,2''-Diselenophenylthiophen in einer Ausbeute von 80% zu ergeben.
Beispiel 16
Herstellung von 5',5''-Diformyl-2,2':5,2''-diselenophenylthiophen
LDA (1,0 M Lösung in THF, 1 ml) wurde zu einer wasserfreien THF-Lösung (4 ml) enthaltend 2,2':5,2''-Diselenophenylthiophen unter Stickstoff bei –78°C zugefügt. Die Lösung wurde bei –78 °C für drei Stunden gerührt, wasserfreies DMF (2 ml) wurde zugefügt, die Lösung wurde bei –78°C für eine Stunde gerührt und langsam auf Raumtemperatur erwärmt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (100 ml) verdünnt und mit H₂O (3 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (5 : 1) CH₂Cl₂ Ethylacetat chromatographiert, um 5',5''-Diformyl-2,2':5,2''-Diselenophenylthiophen in einer Ausbeute von 80% zu ergeben.
Beispiel 17
Herstellung von 5'-Hydroxymethyl-2,2':5,2''-diselenophenylthiophen
NaBH₄ (10 mg) wurden zu einer THF-Lösung (3 ml) enthaltend 5'-Formyl-2,2':5,2''-Diselenophenylthiophen (20 mg) zugefügt und bei Raumtemperatur für zwei Stunden gerührt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (50 ml) verdünnt und mit H₂O (5 × 50 ml) gewaschen. Die organische Schicht wird abgetrennt über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (2 : 1) CH₂Cl₂/Ethylacetat chromatographiert, um 5'-Hydroxymethyl-2,2':5,2''-Diselenophenylthiophen in einer Ausbeute von 98% zu ergeben.
Beispiel 18
Herstellung von 5,5''-Dihydroxymethyl-2,2':5,2''-diselenophenylthiophen
NaBH₄ (10 mg) wurden zu einer THF-Lösung (3 ml) enthaltend 5',5''-Diformyl-2,2':5,2''-diselenophenylthiophen (20 mg) zugefügt und bei Raumtemperatur für fünf Stunden gerührt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (50 ml) verdünnt und mit H₂O (5 × 50 ml) gewaschen. Die organische Schicht wird abgetrennt über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (1 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 5',5''-Dihydroxymethyl-2,2':5,2''-diselenophenylthiophen in einer Ausbeute von 98% zu ergeben.
Beispiel 19
Herstellung von 2,2':5,2''-Diselenophenylpyrrol
Eine ethanolische Lösung (20 ml) enthaltend 2',2''-Diselenophenyl-1,4-diketon (200 mg) und Ammoniumacetat (500 mg) und Natriumacetat (200 mg) wurde über Nacht unter Rückfluss erhitzt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (100 ml) verdünnt und mit H₂O (3 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (10 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 2,2':5,2''-Diselenophenylpyrrol in einer Ausbeute von 94% zu ergeben.
Beispiel 20
Herstellung von 5'-Formyl-2,2':5,2''-diselenophenylpyrrol
LDA (1,0 M Lösung in THF, 760 ml) wurden zu einer wässrigen THF-Lösung (5 ml), enthaltend 2,2':5,2''-Diselenophenylpyrrol (100 mg) unter Stickstoff bei –78°C zugefügt. Die Lösung wurde bei –78°C für drei Stunden gerührt, wasserfreies DMF (1,5 ml) wurde zugefügt, die Lösung wurde langsam auf Raumtemperatur erwärmt und bei Raumtemperatur für 2 Stunden gerührt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (100 ml) verdünnt und mit H₂O (3 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (3 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 5'-Formyl-2-2'5,2''-diselenophenylpyrrol in einer Ausbeute von 75% zu ergeben.
Beispiel 21
Herstellung von 5'-Hydroxymethyl-2,2':5,2''diselenophenylpyrrol
NaBH₄ (20 mg) wurden zu einer THF-Lösung (2 ml) enthaltend 5'-Formyl-2,2':5,2'-diselenophenylpyrrol (20 mg) zugefügt und bei Raumtemperatur für zwei Stunden gerührt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (50 ml) verdünnt und mit H₂O (3 × 50 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (2 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 5'-Hydroxymethyl-2,2':5,2''-diselenophenylpyrrol in einer Ausbeute von 98% zu ergeben.
Beispiel 22
Herstellung von 2',2''-Difuranyl-1,4-diketon
Eine CH₂Cl₂-Lösung enthaltend Furan (10 ml) und Succinylchlorid (2 g) wurde tropfenweise zu einer wasserfreien CH₂Cl₂-Lösung (100 ml) enthaltend AlCl₃ (10 g) unter N₂ bei 0°C zugefügt. Die Reaktionsmischung wurde bei 0°C zwei Stunden gerührt, langsam auf Raumtemperatur erwärmt und für vier Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Die Reaktionsmischung wurde in ein Eis enthaltendes Becherglas geleert. Ethylacetat (300 ml) wurden zugefügt und die organische Schicht wurde unter Verwendung eines Scheidetrichters abgetrennt. Die wässrige Schicht wurde mit Ethylacetat (2 × 100 ml) nachgewaschen. Die vereinigten organischen Schichten wurden mit H₂O (2 × 300 ml) gewaschen. Die organischen Schichten wurden gesammelt, über MgSO₄ gewaschen und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung (3 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 2'2''-Difuranyl-1,4-diketon in einer Ausbeute von 25% zu ergeben.
Beispiel 23
Herstellung von 2,2':5,2''-Difuranylselenophen
BCl₃ (1,0 M Lösung in Hexan, 900 ml) wurde tropfenweise zu einer wässrigen Toluollösung (00 ml) enthaltend 2',2''-Difuranyl-1,4-diketon (100 mg) und Bis(Tricyclohexylzinn)-selenid (750 mg) unter Stickstoff bei Raumtemperatur zugefügt. Die Lösung wurde für 30 Minuten unter Rückfluss erhitzt und auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (100 ml) verdünnt und mit H₂O (2 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von Hexan chromatographiert, um 2,2':5,2''-Difuranylselenophen in einer Ausbeute von 80% zu ergeben.
Beispiel 24
Herstellung von 5'-Formyl-2,2':5,2''-difuranylselenophen
LDA (1,0 M Lösung in THF, 420 ml) wurde zu einer wasserfreien THF-Lösung (4 ml) enthaltend 2,2':5,2''-Difuranylselenophen (100 mg) unter Stickstoff bei –78°C zugefügt. Die Lösung wurde bei –78°C für drei Stunden gerührt, wasserfreies DMF (1 ml) wurde zugefügt, die Lösung wurde bei –78°C für eine Stunde gerührt und langsam auf Raumtemperatur erwärmt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (100 ml) verdünnt und mit H₂O (3 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung (3 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 5'-Formyl-2,2':5,2''-difuranylselenophen mit einer Ausbeute von 75 zu ergeben.
Beispiel 25
Herstellung von 5',5''-Diformyl-2,2':5,2''-difuranylselenophen
LDA (1,0 M Lösung in THF, 00 ml) wurde zu einer wasserfreien THF-Lösung (4 ml) enthaltend 2,2':5,2''-Difuranylselenophen (100 mg) unter Stickstoff bei –78°C zugefügt. Die Lösung wurde bei –78°C für drei Stunden gerührt, wasserfreies DMF (2 ml) wurde zugefügt, die Lösung wurde bei –78°C für eine Stunde gerührt und langsam auf Raumtemperatur erwärmt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (100 ml) verdünnt und mit H₂O (3 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung (2 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 5',5''-Diformyl-2,2':5,2''-difuranylselenophen mit einer Ausbeute von 80% zu ergeben.
Beispiel 26
Herstellung von 5'-Hydroxymethyl-2,2':5,2''-difuranylselenophen
NaBH₄ (10 mg) wurden zu einer THF-Lösung (2 ml) enthaltend 5'-Formyl-2,2':5,2''-difuranylselenophen (20 mg) zugefügt und bei Raumtemperatur für fünf Stunden gerührt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (50 ml) verdünnt und mit H₂O (3 × 50 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (2 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 5'-Hydroxymethyl-2,2':5,2''-difuranylselenophen in einer Ausbeute von 98% zu ergeben.
Beispiel 27
Herstellung von 5'5''-Dihydroxymethyl-2,2':5,2''-difuranylselenophen
NaBH₄ (10 mg) wurden zu einer THF-Lösung (2 ml) enthaltend 5'5''-Diformyl-2,2':5,2''-difuranylselenophen (20 mg) zugefügt und bei Raumtemperatur für fünf Stunden gerührt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (50 ml) verdünnt und mit H₂O (3 × 50 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (1 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 5',5''-Dihydroxymethyl-2,2':5,2'-difuranylselenophen in einer Ausbeute von 98% zu ergeben.
Beispiel 28
Herstellung von 2',2''-Dithienyl-1,4-diketon
Eine CH₂Cl₂-Lösung enthaltend Selenophen (10 g) und Succinylchlorid (2 g) wurden tropfenweise zu einer wässrigen CH₂Cl₂-Lösung (100 ml) enthaltend AlCl₃ (10 g) unter Stickstoff bei 0 °C zugefügt. Die Reaktionsmischung wurde bei 0°C für zwei Stunden gerührt, langsam auf Raumtemperatur erwärmt und für vier Stunden gerührt. Die Reaktionsmischung wurde in ein Eis enthaltendes Becherglas geleert. Ethylacetat (300 ml) wurden zugefügt und die organische Schicht wurde unter Verwendung eines Scheidetrichters abgetrennt. Die wässrige Schicht wurde mit Ethylacetat (2 × 100 ml) zurückgewaschen. Die kombinierte organische Schicht wurde mit H₂O (2 × 300 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde gesammelt, über MgSO₄ getrocknet und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (3 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 2',2''-Dithienyl-1,4-diketon in einer Ausbeute von 25% zu ergeben.
Beispiel 29
Herstellung von 2,2':5,2''-Dithienylselenophen
Eine BCl₃-Lösung (1,0 M Lösung in Hexan, 1,6 ml) wurde tropfenweise zu einer wasserfreien Toluollösung (5 ml) enthaltend 2',2''-Dithienyl-1,4-diketon (100 mg) und Bis(tricyclohexylzinn)selenid (1,3 mg) unter Stickstoff bei Raumtemperatur zugefügt. Die Lösung wurde für 30 Minuten unter Rückfluss erhitzt und auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (100 ml) verdünnt und mit H₂O (3 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde getrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von Hexan chromatographiert, um 2,2':5,2''-Dithienylselenophen in einer Ausbeute von 90% zu erhalten.
Beispiel 30
Herstellung von 5'-Formyl-2,2':5,2''-dithienylselenophen
LDA (1,0 M Lösung in THF, 380 ml) wurden zu einer wasserfreien THF-Lösung (4 ml) enthaltend 2,2':5,2'Dithienylselenophen (100 mg) unter Stickstoff bei –78°C zugefügt. Die Lösung wurde bei –78°C für drei Stunden gerührt, wasserfreies DMF (1 ml) wurde zugefügt, die Lösung wurde bei –78°C für eine Stunde gerührt und langsam auf Raumtemperatur erwärmt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (100 ml) verdünnt und mit H₂O (3 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (3 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 5'Formyl-2,2':5,2''dithienylselenophen in einer Ausbeute von 75% zu erhalten.
Beispiel 31
Herstellung von 5',5''-Diformyl-2,2':5,2''-dithienylselenophan
LDA (1,0 M Lösung in THF, 1,0 ml) wurden zu einer wasserfreien THF-Lösung (4 ml) enthaltend 2,2':5,2''-Dithienylselenophen (100 mg) unter Stickstoff bei –78°C zugefügt. Die Lösung wurde bei –78°C für drei Stunden gerührt, wasserfreies DMF (2 ml) wurde zugefügt, die Lösung wurde bei –78°C für eine Stunde gerührt und langsam auf Raumtemperatur erwärmt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (100 ml) verdünnt und mit H₂O (3 × 100 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (2 : 1) Hexan/Ettylacetat chromatographiert, um 5',5''-Diformyl-2,2':5,2''-dithienylselenophen in einer Ausbeute von 85% zu ergeben.
Beispiel 32
Herstellung von 5'-Hydroxymethyl-2,2':5,2''-dithienylselenophen
NaBH₄ (10 mg) wurden zu einer THF-Lösung (2 ml) enthaltend 5'-Formyl-2,2':5,2''-dithienylselenophen (20 mg) zugefügt und bei Raumtemperatur für fünf Stunden gerührt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (50 ml) verdünnt, mit H₂O (3 × 50 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (2 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 5'-Hydroxymethyl-2,2':5,2''-Dithienylselenophen in einer Ausbeute von 98% zu erhalten.
Beispiel 33
Herstellung von 5',5''-Dihydroxymethyl-2,2':5,2''-dithienylselenophen
NaBH₄ (10 mg) wurden zu einer THF-Lösung (2 ml) enthaltend 5',5''-Diformyl-2,2':5,2''-Dithienylselenophen (20 mg) zugefügt und bei Raumtemperatur für fünf Stunden gerührt. Die Reaktionslösung wurde mit Ethylacetat (50 ml) verdünnt und mit H₂O (3 × 50 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde abgetrennt, über MgSO₄ getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde über Silicagel unter Verwendung von (1 : 1) Hexan/Ethylacetat chromatographiert, um 5',5''-Dihydroxymethyl-2,2':5,2''-dithienylselenophen in einer Ausbeute von 98% zu erhalten.
Beispiel 34
Alternatives Verfahren zur Synthese von Hybrid α-Terselenophenen
Zusätzlich zu den in Beispiel 2 beschriebenen Syntheseverfahren kann eine alternative Synthesestrategie (Schema 4) verwendet werden, um eine Vielzahl von "Hybrid" α-Terselenophenen herzustellen.
Wobei X und Y ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Se, O, S, N(CH₃)₂ und NH₂, und Z ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Se, S, N(CH₃)₂ und NH₂. Verschiedene funktionelle Gruppen können unter Verwendung der Methode, wie sie zur Synthese von α-Terselenophenen (Schema 2) ausgeführt ist, eingeführt werden.
Beispiel 35 Herstellung von 3-Dimethylamiao-1-(2'selenyl)propanon
Synthese von 2-Acetylselenophen (1): Eine Lösung von Selenophen (2,0 g, 15 mmol), Essigsaureanhydrid (2,34 g, 23 mmol) und Zinn(IV)chlorid (0,06 g, 0,23 mmol) in 30 ml trockenem Methylenchlorid wurden unter Argon für zwei Tage gerührt, bis die TLC-Platte eine Vollständigkeit der Reaktion anzeigte.
Eine Mischung von rohem 2-Acetylselenophen (2,6 g, 15 mmol), Paraformaldehyd (0,59 g, 19,6 mmol), Dimethylaminhydrochlorid (1,6 g, 19,5 mmol) und 0, 15 ml von HCl wurden für 16 Stunden in 7 ml Ethanol unter Rückfluss erhitzt. Die Reaktionsmischung wurde abgekühlt und der Niederschlag wurde filtriert, mit Ether gewaschen und getrocknet; Ausbeute 2,77 g (69,3%). Dieses Mannichbase-Hydrochlorid (2 g) wurde unter Verwendung von Ammoniumhydroxid basisch eingestellt. Die Lösung wurde mit Diethylether (3 × 15 ml) extrahiert. Die organische Schicht wurde mit Wasser gewaschen und mit Natriumsulfat getrocknet. Die Verflüchtigung des Ethers ergab 1,6 g des Produktes 2.
¹H NMR (CDCl₃) δ 8,37 (dd, 1H, H-5 des Selenophenrings, J = 5,52, 0,99), 7,95 (dd, 1H, H-3 des Selenophenrings, J = 0,99, 3,99), 7,40 (dd, 1H, H-4 des Selenophenrings, J = 5,52, 3,99), 3,10 (t, 2H, CO-CH₂, J = 7,6), 2,76 (t, 2H, CH₂-NMe₂, J = 7,6), 2,29 (s, 6H, NMe₂).
Beispiel 36 Herstellung von 1-(2'-Thienyl)-4-(2''-selenyl)butane-1,4-dione(3)
Eine Lösung von 2-Formylthiophen (1,05 g, 9,4 mmol) in 4 ml trockenem DMF wurde zu einer Suspension von Natriumcyanid (0,16 g, 3,4 mmol) in 4 ml trockenem DMF zugefügt. Nach 10minütigem Rühren wurde 3-Dimethylamino-1-(2'-selenyl)propanon 2 (1,73 g, 7,52 mmol) in 10 ml DMF langsam zugegeben. Die Mischung wurde über Nacht gerührt. Wasser wurde zugefügt (30 ml) und das Produkt wurde mit Chloroform (3 × 30 ml) extrahiert. Das Extrakt wurde mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel verdampft. Das Produkt 2 wurde aus Ethanol umkristallisiert, Ausbeute: 1,97 g (88,3%). Smp: 121–122, 40 °C. ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 8,37 (dd, 1H, H-5 des Selenophenrings, J = 5,46 0,91), 8,03 (dd, 1H, H-3 des Selenophenrings, J = 3,92, 0,91), 7,81 (dd, 1H, H5 des Thiophenrings, J = 0,94, 3,82), 7,63 (dd, 1H, H-3 des Thiophenrings, J = 4,91, 0,94), 7,40 (dd, 1H, H-4 des Selenophenrings, J = 5,46, 0,91), 7,14 (dd, 1H, H-4 des Thiophenrings, J = 3,82, 4,91), 3,40 (m, 4H, CH₂-CH₂). Anal. ber. für C₁₂H₁₀O₂SSe: C, 48,49, H, 3,39; S, 10,79. gef.: C, 48,83; H, 3,38; S, 10,46.
Beispiel 37 Herstellung von 2-(2'-Selenyl)-5-(2''thienyl)thiophen (4)
1-(2'-Thienyl)-4-(2''-selenyl)butan-1,4-dion 3 (1,1 g, 3,70 mmol) und Lawesson's Reagenz (0,99 g, 2,44 mmol) wurden über Nacht in 15 ml Toluol unter Rückfluss erhitzt. Das Toluol wurde abgedampft und das Rohprodukt wurde unter Verwendung einer Silica-Flash-Säule mit Ether/Hexan als Eluenten gereinigt. Das Produkt 4 wurde aus Methanol umkristallisiert; Ausbeute: 0,9 g (82,3%) Smp. 103–104°C. ¹H NMR (CDCl₂) δ 7,84 (dd, 1H, J = 5,57, 1,04), 7,30 (dd, 1H, J = 3,78, 1,04), 7,20 (m, 2H), 7,15 (dd, 1H, J = 3,52, 1,1), 7,00 (m, 3H), ¹³C NMR (300 Mhz, CDCl₃) δ 142,09 (schwach), 138,36 (schwach), 137,01 (schwach), 136,32 (schwach), 130,29, 129,60, 127,84, 125,73, 124,96, 124,45, 124,29, 123,63. Anal, ber. für C₁₂H₈S₂Se: C, 48,81; H, 2,73; S, 21,72 . gef.: C, 49,19, H, 2,58, S, 21,68.
Beispiel 38 Herstellung von 2-(2'-Selenyl)-5-(2''-thienyl)furan (5)
1-(2'-Thienyl)-4-(2''-selenyl)butan-1,4-dion 3 (0,76 g, 2,56 mmol) wurden zu 35 ml Essigsäureanhydrid zugefügt, anschließend wurden langsam 3,0 ml an Salzsäure zugefügt. Nach vier Stunden bei Raumtemperatur wurde die Reaktionsmischung in Eiswasser geleert und mit Ether extrahiert. Die organische Schicht wurde mit NaHCO₃ und Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet. Nach der Verdampfung des Lösungsmittels wurde das Rohmaterial einer Reinigung mittels einer Silica-Säule unterworfen, um das Produkt 5 zu ergeben. Ausbeute: 0,51 g (75,5%). Der gelb-weiße Feststoff wurde aus Methanol umkristallisiert. Smp. 85–87°C. (CDCl₃) δ 7,89 (dd, 1H, J = 4,51, 1,03), 7,44 (dd, 1H, J = 3,82, 1,01), 7,29 (dd, 1H, J = 3,72, 1,08), 7,26 (dd, 1H, J = 4,51, 3,82), 7,22 (dd, 1H, J = 5,03, 1,08), 7,03 (dd, 1H, J = 5,02, 3,70), 6,53 (m, 2H).
Beispiel 39 Herstellung von 2-(2'Selenyl)-5-(2''-thienyl)pyrrol (6)
1-(2'-Thienyl)-4-(2''-selenyl)butan-1,4-dion 3 (0,4 g, 1,35 mmol), Natriumacetat (0,33 g, 4,0 mmol) und Ammoniumacetat (0,78 g, 10,1 mmol) wurden über Nacht bei 95°C in 20 ml Ethanol unter Rückfluss erhitzt. Das Lösungsmittel wurde verdampft und das Rohprodukt 6 wurde unter Verwendung einer Silica-Flash-Säule mit Ether/Hexan als Eluenten gereinigt; Ausbeute: 0,27 g (73%). Smp. 82–83,5°C. ¹H NMR δ 8,26 (br, 1H), 7,81 (d, 1H, J = 5,27), 7,25 (dd, 1H, J = 3,78, 5,27), 7,20 (d, 1H, J = 3,78), 7,16 (d, 1H, J = 5,01), 7,07 (d, 1H, J = 3,60), 7,02 (dd, 1H, J = 5,01, 3,60), 6.40 (m, 2H).
Beispiel 40 Herstellung von 1-(2'-Selenyl)-4-(2''-furyl)butan-1,4-dion (7)
Eine Lösung von 2-Formylfuran (2,27 g, 23,65 mmol) in 20 ml trockenem DMF wurde zu einer Suspension von Natriumcyanid (0,42 g, 8,45 mmol) in 10 ml trockenem DMF zugefügt. Nach 10minütigem Umrühren wurden 3-Dimethylamino-1-(2'-selenyl)propanon 2 (4,3 g, 18,8 mmol) in 20 ml DMF langsam zugefügt. Die Mischung wurde über Nacht gerührt. Wasser wurde zugeführt (100 ml) und das Produkt wurde mit Chloroform (3 × 100 ml) extrahiert. Das Extrakt wurde mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel verdampft. Das Produkt 7 wurde aus Ethanol umkristallisiert; Ausbeute: 3,52 g (66,7%). Smp. 82–83,5 °C. ¹H NMR (CDCl₃) δ 8,35 (dd, 1H, H-5 des Selenophenrings, J = 5,51, 0,78), 8,01 (dd, 1H, H-3 des Selenophenrings, J = 3,99, 0,79), 7,58 (d, 1H, H-5- des Furanrings, J = 1,71), 7,39 (dd, 1H, H-4 des Selenophenrings, J = 5,52, 3,99), 7,23 (d, 1H, H-3 des Furanrings, J = 3,54), 6,53 (dd, 1H, H-4 des Furanrings, J = 3,54, 1,70), 3,33 (m, 4H, CH₂-CH₂).
Beispiel 41 Herstellung von 2-(2'-Selenyl)-5-(2''-furyl)thiophen (8)
1-(2'-Selenyl)-4-(2''-furyl)butan-1,4-dion 7 (0,25 g, 0,9 mmol) und Lawesson's Reagenz (0,66 g, 1,63 mmol) wurden über Nacht in 7 ml Toluol unter Rückfluss erhitzt. Das Toluol wurde verdampft und das Rohprodukt wurde unter Verwendung einer Silica-Flash-Säule mit Ether/Hexan als Eluent gereinigt. Das Produkt 8 wurde aus Methanol umkristallisiert; Ausbeute: 0,22 g (88%). Smp.: 76–77°C. ¹H NMR δ 7,86 (dd, 1H, J = 5,58, 1,00), 7,40 (d, 1H, J = 1,76), 7,31 (dd, 1H, J = 3,87, 1,00), 7,23 (dd, 1H, J = 5,59, 3,87), 7,11 (d, 1H, J = 3,78), 7,03 (d, 1H, J = 3,81), 6,49 (d, 1H, J = 3,36), 6,43 (dd, 1H, J = 1,77, 3,36).
Beispiel 42 Herstellung von 1-(2'-Selenyl)-5-(2''-furyl)pyrrol (9)
1-(2'Thienyl)-4-(2''-furyl)butan-1,4-dion 7 (0,20 g, 0,71 mmol), Natriumacetat (0,18 g, 2,1 mmol) und Ammoniumacetat (0,41 g, 5,3 mmol) wurden bei 95°C über Nacht in 12 ml Ethanol unter Rückfluss erhitzt. Das Lösungsmittel wurde verdampft und das Rohprodukt 9 wurde unter Verwendung einer Silica-Flash-Säule mit Ether/Hexan als Eluenten gereinigt; Ausbeute 0,15 g (80%). Smp.: 73–74°C. ¹H NMR δ 8,50 (br, 1H), 7,80 (d, 1H, J = 5,45), 7,36 (dd, 1H, J = 1,02, 0,78), 7,22 (m, 2H), 6,40 (in, 4H).
Beispiel 43 Herstellung von 1,4-Bis-(2'selenyl)butan-1,4-dion (II)
Synthese von 2-Formylselenophen (10): Eine Lösung von Selenophen (1,31 g, 10 mmol) in 10 ml Dichlorethan wurden zu einer Mischung von frisch destilliertem Phosphoroxychlorid (2,0 g, 13 mmol) und DMF (1, 10 g, 15 mmol) zugefügt. Nach Rühren für 12 Stunden bei 60°C wurden 2 ml einer wässrigen Lösung von Natriumacetat (2,04 g, 15 mmol) zu der Reaktionsmischung zugefügt und der Mischung wurde gestattet, für eine weitere Stunde zu reagieren. Wasser wurde zugefügt (20 ml) und das Produkt wurde mit Dichlormethan (3 × 20 ml) extrahiert. Das Extrakt wurde mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und sorgfältig das Lösungsmittel verdampft.
Eine Lösung von rohem 2-Formylselenophen (454 mg, 2,9 mmol) in 0,6 ml trockenem DMF wurde zu einer Suspension von Natriumcyanid (34,3 mg, 0,7 mmol) in 0,4 ml trockenem DMF zugefügt. Nach Rühren für fünf Minuten wurde die Mannich-Base, 3-Dimethylamino-1-(2-selenyl)-propanon 2 (368 mg, 1,6 mmol) in 1,2 ml DMF langsam zugefügt. Die Mischung wurde über Nacht gerührt. Wasser wurde zugefügt (4 ml) und das Produkt wurde mit Dichlormethan (3 × 6 ml) extrahiert. Das Extrakt wurde mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel verdampft. Das Produkt wurde durch Silicagel-Chromatographie mit THF/Hexan als Eluenten gereinigt. Ausbeute: 105 mg (20%). ¹H NMR (CDCl₃) δ 8,37 (dd, 1Hx2, H-5 des Sele nophenrings, J = 5,53, 1,01), 8,02 (dd, 1Hx2, H-3 des Selenophenrings, J = 1,00, 3,97), 7,40 (dd, 1Hx2, H-4 des Selenophenrings, J = 3,97, 5,50), 3,39 (s, 2Hx2, CH₂-CH₂).
Beispiel 44 Herstellung von 2,5-Bis-(2'selenyl)-N-methylpyrrol (12)
1,4-Bis-(2'-selenyl)butan-1,4-dion 11 (34,4 mg, 0,1 mmol), Natriumacetat (123 mg, 0,15 mmol) und Methylaminchlorid (101,3 mg, 0,15 mmol) wurden über Nacht in 3 ml Ethanol unter Rückfluss erhitzt. 10 ml Wasser wurden anschließend zugefügt und das Produkt wurde mit Dichlormethan extrahiert. Das Produkt 12 wurde aus Ethanol umkristallisiert; Ausbeute: 26 mg (76%). ¹H NMR (CDCl₃) δ 7,96 (dd, 1Hx2, H-5 des Selenophenrings J = 5,64, 1,64), 7,31 (dd, 1Hx2, H-4 des Selenophenrings J = 5,64, 3,78), 7,20 (dd, 1Hx2, H-3 des Selenophenrings J = 3,78, 1,64), 6,32 (s, 1hx2, H-3/4 des Pyrrolrings), 3,74 (s, 3H, N-Me).
Beispiel 45 Herstellung von 2,5-Bis-(2'thienyl)selenophen (13)
Selenophen (22 mg, 0,28 mmol) und Natrium (19,2 mg, 0,83 mmol) werden unter Argon in trockenem DMF (10 ml) bei 100°C gerührt, bis dass die Lösung unter Bildung einer braunen Suspension (2 Stunden) entfärbt war. Die Mischung von MeOH und EtOH (1 : 1,2 ml) wurde zu der Suspension bei 0°C zugefügt, gefolgt von einer Zugabe von 1,4-Bis(2-thienyl)butadiyn (30 mg), 0,139 mmol) in einer Lösung von THF (3 ml). Nach einer halben Stunde wurde die Mischung anschließend in Wasser (20 ml) geleert und mit Ether (3 × 10 ml) extrahiert. Die konzentrierte organische Schicht ergab eine Ausbeute von 28 mg der Verbindung 13 (68,7%) nach Chromatographie über Silica. ¹NMR-Daten waren identisch mit der Literatur (R. Shabana et al. Phosphorus, Sulfur, and Slicon, 1990, 48, 239–244).
Beispiel 46 Herstellung von 2,5-Bis-(2'-furyl)selenophen (14)
Selenophen (868 mg, 11 mmol) und Natrium (757 mg, 33 mmol) wurden unter Argon in trockenem DMF (15 ml) bei 100°C gerührt, bis dass die Lösung unter Bildung einer braunen Suspension (2 Stunden) entfärbt war. Die Mischung von MeOH und EtOH (1 : 1,3 ml) wurde zu der Suspension bei 0°C zugefügt, gefolgt von einer Zugabe von 1,4-Bis-(2'-furyl)butadiyn (1 g, 5, 5 mmol) in einer Lösung von THF (3 ml). Nach einer halben Stunde wurde die Mischung in Wasser (20 ml) geleert und mit Ether (3 × 20 ml) extrahiert. Die konzentrierte organische Schicht ergab eine Ausbeute von 0,343 g (24%) der Verbindung 14 nach einer Chromatographie über Silica mit Hexan als Eluenten. Die ¹H NMR-Daten waren identisch mit denen der Literatur (R. Shabana et al. Phosphorus, Sulfur, and Silicon, 1990, 48, 239–244).
Beispiel 47 Herstellung von 5'-Formyl-2,5-bis-(2'-furyl)selenophen (15)
Zu einer Lösung von 2,5-bis-(2'-furyl)selenophen 14 (0,12 g, 0,456 mmol) in THF wurde Lithiumdiisopropylamid (0,73 mmol) bei –78°C unter Argon zugefügt. Die Mischung wurde unterhalb von –20°C für drei Stunden gerührt. Ein großer Überschuss von DMF (6, 5 mmol) wurde bei –78°C zugefügt und der Mischung wurde gestattete, sich graduell auf Raumtemperatur zu erwärmen. Ether (10 ml) wurde zugeführt und die organische Lösung wurde mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel abgedampft. Der rohe Feststoff wurde durch Flash-Säulen-Chromatographie über Silicagel (Ether/Hexan) gereinigt, um die monosubstituierten Aldehyde 15 zu ergeben. Ausbeute: 78 mg (60%), welche aus THF/Hexan umkristallisiert wurde, um ein reines Produkt zu ergeben. Smp.: 87,5–89,2°C. ¹H NMR (CDCl₃) δ 9,58 (s, 1H), 7,58 (d, 1H, J = 4,04), 7,43 (s, 1H), 7,35 (d, 1H, J = 4,04), 7,26 (d, 1H, J = 3,69), 6,64 (d, 1H, J = 3,69), 6,57 (d, 1H, J = 3,16), 6,46 (m, 1H).
Beispiel 48 Herstellung von 5'Hydroxymethyl-2,5-bis-(2'furyl)selenophen (16)
Zu einer Lösung von 5'-Formyl-2,5-bis-(2'furyl)selenophen (15 mg, 0,05 mmol) in 5 ml THF/MeOH (1 : 1) wurde ein Überschuss von NaBH₄ bei Raumtemperatur zugefügt. Die Lösung wurde für zwei Stunden gerührt. Ethylacetat wurde zugefügt und die organische Lösung wurde mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel verdampft. Der rohe Feststoff wurde durch Umkristallisation aus THF/Hexan gereinigt, um das reine Produkt 16 zu ergeben. Ausbeute: 14 mg (93,4%). Smp.: 75,0– 77,4°C. ¹H NMR (CDCl₃) δ. 39 (in, 1H), 7,31 (in, 2H), 6,98 (in 1H), 6,43 (in, 2H), 6,33 (in, 1H). ¹³C NMR (THF-d₈) δ 153,36 (schwach), 150,99 (schwach), 141,81, 136,66 (schwach), 136,19 (schwach), 125,46 (schwach), 124,99, 124,71, 111,99, 105,89, 105,15, 57,43.
Beispiel 49 Herstellung von 5'5''-Diformyl-2-(2'-selenyl)-5-(2''-thienyl) thiophen (17)
Zu einer Lösung von 2-(2'Selenyl)-5-(2''-thienyl)thiophen 4 (0,45 g, 1,53 mmol) in THF wurde Lithiumdiisopropylamid (2,44 mmol) bei –78°C unter Argon zugefügt. Die Mischung wurde unterhalb von –20°C für drei Stunden gerührt. Großer Überschuss von DMF (13 mmol) wurden bei –78°C zugefügt. Der Mischung wurde gestattet, sich graduell auf Raumtemperatur zu erwärmen. Ether (30 ml) wurde zugefügt und die organische Lösung wurde mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel verdampft. Der rohe Feststoff durch Flash-Säulen-Chromatographie über Silicagel (Ether/Hexan) gereinigt, um die Aldehyde 17 zu ergeben. Ausbeute: 135 mg (27,3%), welches aus THF/Hexan umkristallisiert wurde, um das rohe Produkt bereitzustellen. Smp.: 197, 8–199,0°C. ¹H NNR (CDCl₂) δ 9,88 (s, 1H), 9,75 (s, 1H), 7,92 (d, 1H, J = 4,28), 7,69 (d, 1H, J = 3,87), 7,46 (d, 1H, J = 4,28), 7,30 (d, 1H, J = 1,93), 7,29 (d, 1H, J = 1,93), 7,26 (d, 1H, J = 3,87).
Beispiel 50 Herstellung von 5',5''-Dihydroxymethyl-2-(2'-selenyl)-5-(2''-thienyl)-thiophen (18)
Zu einer Lösung von 5'5''-Diformyl-2-(2'-selenyl)-5-(2''-thienyl) thiophen (12 mg, 0, 03 mmol) in 1, 5 ml THF/(MeOH) (1 : 1) wurde ein Überschuss von NaBH₄ bei Raumtemperatur zugefügt. Die Lösung wurde für vier Stunden gerührt. Ethylacetat wurde zugefügt und die organische Lösung wurde mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel verdampft. Der rohe Feststoff wurde durch Umkristallisation aus THF/Hexan gereinigt, um das rohe Produkt 18 zu ergeben. Ausbeute: 8,2 mg (68,3%). Smp: 187,1–188,8°C). ¹H NNM (CDCl₃) δ 7,20 (d, 1H, J = 3,76), 7,07 (m, 3H), 7,00 (d, 1H, J = 3,66), 6,88 (d, 1H, J = 3,39), 5,56 (t, 1H, OH), 5,45 (t, 1H, OH), 4,65 (m, 4H, 2CH₂).
Beispiel 51
Synthese von wasserlöslichen Analoga
Eine hochpolare funktionelle Gruppe kann in die Selenophen-Verbindungen eingebaut werden, um deren Wasserlöslichkeit zu verbessern. Die Zufügung einer carbonylischen funktionellen Gruppe durch eine Esterverknüpfung (Schema 5) resultiert in einer transienten Löslichkeit. Der Benzylester kann jedoch schnell hydrolysieren, um das wasserunlösliche Ausgangsmaterial wieder zu gewinnen.
Schema 5
Auf der Basis der Synthese von Hybrid δ-Terselenophenen (Schema 3) kann ein Stickstoffatom in das fünfgliedrige Ringsystem eingeführt werden (Schema 6). Die Überführung der Hydroxylgruppe der Zwischenverbindung des Schemas 3 in einer Aminogruppe kann die Wasserlöslichkeit erhöhen. Eine weitere Modifikation von dessen Formulierung kann die Löslichkeit weiter auf > 1 mg/ml H₂O steigern. Das Ammonium-Analgon sollte hoch wasserlöslich sein.
Schema 6
Um die Wirksamkeit der Synthese von Hybrid δ-Terselenophenen zu maximieren, kann Schema 1 modifiziert werden, um verwandte Selenophen-Analoga in Übereinstimmung mit Schema 7 zu erzeugen:
Schema 7
Beispiel 52
Synthese von Arzneimittelvorstufen
Ein alternativer Ansatz zur Erhöhung der Wasserlöslichkeit von hydrophoben Arzneimitteln beinhaltet die Herstellung von deren polaren Analoga in Form von Arzneimittelvorstufen.
a. Glycoside:
Vorhergehende Ergebnisse zeigen an, dass das β-D-Glucosid von 2-Hydroxymethyl-δ-Terthiophen sowohl in vitro als auch in vivo seine Aktivitäten beibehält. Schema 8 illustriert ein Verfahren, welches zur Synthese der Glucosid-, Galactosid- oder Glucuronsäure-Analoga von δ-Terselenophen verwendet wird:
Schema 8
b. Glutamat-Conjugat:
Wie oben ausgeführt, kann die Überführung der Hydroxylgruppe des 2-Hydroxymethyl-5,2':5',2''-terselenophens in dessen Amino-Analogon dessen Wasserlöslichkeit moderat verbessern. Das Amino-Analogon ist jedoch weniger stabil. Das Amino-Analogon kann in dessen γ-Glutamat Arzneimittelvorstufe transformiert werden (wie in Schema 9 gezeigt), um dessen Wasserlöslichkeit und Stabilität weiter zu erhöhen. Dieses Conjugat kann auch die Targetselektivität für die Behandlung von Nierenkrebs aufgrund der höheren Aktivität der γ-Glutamyltranspeptidase in der Niere steigern. Ein modifiziertes Verfahren kann auch für die Herstellung des Glutathion-Conjugates ausgestaltet werden.
Schema 9
Schema 9, Fortsetzung
c. Bildung von Einschlusskomplexen
Die hydrophobe Kavität von Cyclodextrinderivaten kann stabile Einschlusskomplexe mit 2-aminomethylsubstituierten Thiophenverbindungen bilden. β-Cyclodextrin (zyklische Heptaamylose)-Derivate werden üblicherweise zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit aufgrund deren geringen Kosten verwendet. Es ist bekannt, dass die Selenophen-Verbindungen nach der vorliegenden Erfindung mit β-Hydroxypropyl-, Dimethyl- und sulfatisierten β.-Cyclodextrinen komplexiert werden können, um die Wasserlöslichkeit von diesen Verbindungen zu erhöhen.
Beispiel 53
Weitere Daten des National Cancer Institute, die eine Wachstumsinhibition von Selenophen gegenüber menschlichen Krebszelllinien demonstrieren, sind in den nachfolgenden Tabellen wiedergegeben. Die Verbindung muss einen Log₁₀ GI50-Wert von < –4,00 zeigen, um als aktiv gegen die getestete Zelllinie betrachtet zu werden.
NSC: 688829
NSC: 688830
NSC: 676631
NSC: 675246
NSC: 675247
NSC: 675343
NSC: 676632
NSC: 675344
NSC: 676630
NSC: 675245
NSC: 675244
NSC: 675346
NSC: 675345
Beispiel 54
Inhibition von Proteinkinase C
Das Assay zum Screening von Proteinkinase C (PKC), welches in den nachfolgenden Experimenten verwendet wird, ist ähnlich zu den Standard-PKC-Assays, die von vielen Forschern verwendet werden. Dessen primäre Merkmale sind das 1) das Assay eine 50 : 50 Mischung von rekombinantem Mäuse PKCα und Mäuse PKCβ₂ verwendet; 2) es Histon als phosphat-akzeptierendes Substrat einsetzt; und 3) die enzymatische Aktivität von PKC mit Phosphatidylserin, TPA und einer niedrigen Konzentration von Calcium aktiviert wird, so dass sowohl Calcium und TPA für das Ausmaß der Aktivierung in gewisser Weise beschränkend sind. Auf diese Weise ist das Assay auf Inhibitoren der PKC-Aktivierung empfindlich. Eine weitere detaillierte Beschreibung des Assays wird in den nachfolgenden Abschnitten bereitgestellt.
Die rekombinante PKC-Formulierung ist eine Mischung (gleiche Teile der Aktivität) von Mäuse PKCα und Mäuse PKCβ₂. Die Enzyme werden in Sf9 Insektenzellen von rekombinantem Baculovirus expremiert und werden teilweise durch DEAE-Cellulose und Sephacryl 200 Gel-Filtration gereinigt. Ausreichend PKC wird zu jeder Reaktion zugefügt, um darzustellen, dass ungefähr 4 pmol Phosphat in 30 Minuten transferiert werden (je Gesamtreaktion). Die Reaktion ist über die Zeit linear, wenn vier pmol an Phosphat transferiert ist und die Reaktion bleibt auch noch weit nach diesem zeitlichen Rahmen linear.
Das PKC-Screening-Assay wird in 96-Loch-Microtiterplatten aus Polystyrol mit U-Boden mit einem Gesamtreaktionsvolumen von 50 μl durchgeführt. Manipulationen der Lösung werden während des Assays unter Verwendung eines Rainin motorisierten EDP-plus M8 Achtkanal-Micropipettors durchgeführt.
Proben werden typischerweise bei drei Verdünnungen überprüft, einige hochaktive reine Verbindungen werden jedoch mit sechs Verdünnungen überprüft. Proben des Assays werden in DMSO bei einer Konzentration von 10 mg/ml oder weniger für Proben verdünnt, von denen angenommen wird, dass diese wirksamer sind. In manchen Fällen wird 50% DMSO : Wasser, Wasser oder Methanol für das Lösungsmittel substituiert (falls dies notwendig ist). Wenigstens 25 μl der Probe mit höchster Konzentration, die zu überprüfen ist, wird in ein Loch einer Polystyrol-Assay-Platte mit 96 Löchern mit U-Boden überführt. Serielle fünf-fache oder zehn-fache Verdünnungen (in Abhängigkeit von dem gewünschten Dosisbereich) werden unter Verwendung des EDP-plus M8 Achtkanal-Pipettors in Verdünnungsmodus und Mischen durch Zurückpipettierunq gemacht. Unter Verwendung des Achtkanal-Pipettors werden 2 μl von jeder Verdünnung in die geeigneten Löcher der Platte(n) transferiert, die für jedes Assay zu verwenden ist. Duplikat-Assays werden für jede Dosis mit jedem Assay durchgeführt, was sechs Löchern (die Hälfte der Reihe) für Drei-Dosen-Assays oder 12 Löcher (die gesamte Reihe) für Sechs-Dosen-Assays ermöglicht. Im Allgemeinen werden Extrakte und Fraktionen bei drei Dosen überprüft: 400, 40 und 4 μg/ml, während reine Verbindungen bei sechs Dosen getestet werden: 400, 80, 16,3,2, 0,64, 0,128 (acht-fache Serie). Die Ergebnisse dieser Experimente sind in Tabelle 2 gezeigt.

Claims

Verbindung der Formel I:
wobei – R₁ und R₂ unabhängig aus der Gruppe bestehend aus
H, CHO, CH₂OH und CH₂NH₂ ausgewählt sind, – X und Y unabhängig aus der Gruppe bestehend aus Se, S, O und NR ausgewählt sind, wobei R H oder C₁-C₇ Alkyl ist, – R₃, R₄, R₅ und R₆ unabhängig aus der Gruppe bestehend aus H, CHO, CH₂OH und CH₂NH₂ ausgewählt sind; Cyclodextrinkomplexe solcher Verbindungen; und, wenn R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ oder R₆ CH₂NH₂ ist, das dadurch repräsentierte pharmazeutisch akzeptable Salz der Verbindung, mit der Bedingung, dass, wenn R₁ und R₂ beide H sind, R₆ und R₃ nicht beide H sind und wenn R₂
ist, R₁ H, CHO, CH₂OH und CH₂NH₂ ist, unter der Voraussetzung, dass zumindest einer von R₁, R₃, R₄, R₅ und R₆ anders als H ist; und wenn R₁
ist, R₂ H, CHO, CH₂OH und CH₂NH₂ ist, unter der Voraussetzung, dass zumindest einer von R₂, R₃, R₄, R₅ und R₆ anders als H ist.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R₁ und R₂ unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus
H, CHO, CH₂OH und CH₂NH₂, mit der Bedingung, dass R₁ und R₂ nicht beide Wasserstoff oder
sind und wenn R₂
ist, ist einer von R₁, R₃, R₄, R₅ und R₆ anders als H, und wenn R₁
ist, ist einer von R₂, R₃, R₄, R₅ und R₆ anders als H.
Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass R₃, R₄ und R₆ H sind.
Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass R₂ aus der Gruppe bestehend aus H, CH₂OH, CHO und CH₂NH₂ ausgewählt ist und R₁
ist.
Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass R, aus der Gruppe bestehend aus H, CH₂OH, CHO und CH₂NH₂ ausgewählt ist und R₂
ist.
Verbindung nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass X Se ist.
Verbindung, umfassend eine anti-Tumor wirksame Menge der Verbindung nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 6.
Verwendung einer Verbindung nach den Ansprüchen 1 oder 2 zum Herstellen einer pharmazeutischen Zusammensetzung, die zum Behandeln eines Patienten mit einem Tumor nützlich ist.
Verfahren zur Herstellung eines Zwischenproduktes mit der Formel
wobei X und Y aus der Gruppe bestehend aus 0 Se, S und NR ausgewählt sind, wobei R H oder C₁-C₇-Alkyl ist, und R₁, R₂, R₃, R₄ und R₆ unabhängig aus der Gruppe bestehend aus H, CHO, CH₂OH und CH₂NH₂ ausgewählt sind, und das Verfahren den Schritt der Umsetzung einer Verbindung mit der Formel
mit einer Verbindung mit der Formel
in der Gegenwart von Natriumcyanid und in Dimethylformamid umfasst.