DE69731642T2

DE69731642T2 - Buttersäure matrix-metalloproteinase-inhibitoren

Info

Publication number: DE69731642T2
Application number: DE69731642T
Authority: DE
Inventors: Robert Drago SLISKOVIC; Armand Joseph PICARD
Original assignee: Warner Lambert Co LLC
Current assignee: Warner Lambert Co LLC
Priority date: 1996-08-16
Filing date: 1997-07-16
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2017-07-17
Also published as: ZA977328B; JP2000516607A; DE69731642D1; ES2231879T3; WO1998006711A1; HRP970410A2; US6020366A; CO4900041A1; EP0923569B1; AU3729397A; ATE282602T1; EP0923569A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gruppe von Buttersäurederivaten, welche Matrix-Metalloproteinasen-Enzyme inhibieren und demnach für die Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung von Erkrankungen, die von Gewebezerstörung herrühren, wie beispielsweise Arthritis und Osteoporose, nützlich sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Matrix-Metalloproteinasen sind natürlich vorkommende Enzyme, die in den meisten Säugern vorkommen und mit der Zerstörung von Bindegewebe zusammenhängen. Die Klasse umfasst Gelatinase A und B, Stromelysin-1, Fibroblastenkollagenase, Neutrophilenkollagenase, Matrilysin und andere Formen von Kollagenase. Diese Enzyme sind mit einer Anzahl von Erkrankungen in Zusammenhang gebracht worden, welche von Zerstörungen von Bindegewebe herrühren, wie beispielsweise rheumatoide Arthritis, Osteoarthritis, Osteoporose, Periodontitis, Multiple Sklerose, Zahnfleischentzündung, Hornhaut- und Magenulzerationen, Atherosklerose, neointimale Proliferation, welche zu Restenosen und ischämischer Herzinsuffizienz führt, sowie Tumormetastasen. Als Verfahren zur Prävention und Behandlung dieser Erkrankungen ist nun die Inhibition der Metalloproteinasen-Enzyme erkannt worden, wodurch die zum Krankheitszustand führende Zerstörung des Bindegewebes eingeschränkt oder eliminiert wird.
Mehrere Inhibitoren von Metalloproteinasen wurden identifiziert. Viele Inhibitoren sind komplexe Peptide, beispielsweise wie von Chapman, et al. in J. Med. Chem., 1993; 36: 4293–4301 beschrieben. Es sind auch kleine Peptide als Inhibitoren bekannt, beispielsweise wie in den US-Patenten Nummern 4,599,361 und 5,270,326 beschrieben, sowie Nicht-Peptide wie in WO 95/35276 beschrieben.
Es besteht weiterhin ein Bedarf für Moleküle mit geringem Molekulargewicht, welche kommerziell hergestellt werden können und dennoch wirksame Inhibitoren von Metalloproteinasen sind. Es wurde nun eine Gruppe von Buttersäure-Derivaten entdeckt, welche ausserordentlich gute inhibitorische Aktivität besitzen. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, solche Verbindungen, deren pharmazeutischen Zusammensetzungen und ein Verfahren für deren Verwendung zur Behandlung von über Metalloproteinasen vermittelte Erkrankungen bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung beschreibt Buttersäure-Derivate, welche Inhibitoren von Matrix-Metalloproteinasen sind. Die erfindungsgemässen Verbindungen haben die Formel I
wobei:
X O, NOH oder S ist
R₃ Hydroxy oder
O-C₁-C₂₀-Alkyl ist
R₄ und R₅ unabhängig Wasserstoff,
C₁-C₂₀-Alkyl,
C₂-C₂₀-Alkenyl,
(CH₂)_0-6-Aryl,
(CH₂)_0-6-(O oder S)-Aryl,
(CH₂)_0-6-Heteroaryl,
(CH₂)_0-6-(O oder S)-Heteroaryl sind;
oder eines von R₄ und R₅ Wasserstoff und das andere
COR₈,
CSR₈,
CONR₈R₉,
CSNR₈R₉,
COOR₈,
COSR₈,
ist;
Y -O-,
-NH-,
-CH₂- ist;
R₈ und R₉ unabhängig
Wasserstoff,
C₁-C₂₀-Alkyl,
C₂-C₂₀-Alkenyl,
(CH₂)_0-6-(O oder S)_0-1-Aryl,
(CH₂)_0-6-(O oder S)_0-1-Heteroaryl, oder
(CH₂)_0-6-(O oder S)_0-1-cycloalkyl sind;
und die pharmazeutisch annehmbaren Salze, Isomeren, Stereoisomeren und Solvate davon.
Bevorzugte Verbindungen haben die Formel
und besonders bevorzugt sind diejenigen, wobei X O ist und R₃ Hydroxy ist. Die am meisten bevorzugten erfindungsgemässen Verbindungen sind in dieser letzten Gruppe, wobei R₄ Wasserstoff ist und R₅ COR₈, COOR₈ oder CONR₈R₉ ist, wobei R₈ und R₉ Alkyl oder Aryl sind.
Eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine pharmazeutische Zusammensetzung, welche eine Verbindung der Formel I, vermischt mit einem pharmazeutisch annehmbaren Träger, Hilfsstoff oder Verdünnungsmittel dafür, umfasst.
Die Erfindung bezieht sich zudem auf die Verwendung dieser Verbindung zur Inhibition der hydrolytischen Aktivität eines Matrix-Metalloproteinasen-Enzyms durch Verabreichung einer wirksamen Menge einer Verbindung der Formel I an einen Säuger. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Verbindung zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Inhibition oder Behandlung von Multipler Sklerose, atherosklerotischen Plaquerupturen, Aorta-Aneurysmen, Herzinsuffizenz, Restenose, periodontalen Erkrankungen, Hornhautulzerationen, Krebsmetastasen, Tumorangiogenese, Arthritis und zur Wundheilung nützlich.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Im vorliegenden Zusammenhang bedeutet der Begriff "C₁-C₂₀-Alkyl" unverzweigte oder verzweigte aliphatische Gruppen, die 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 12 und typischerweise 1 bis 6 Kohlenstoffatome aufweisen und gegebenenfalls substituiert sind. Beispielhafte Alkylgruppen umfassen Methyl, Ethyl, Isopropyl, 1,1-Dimethylheptyl, n-Decyl, 1-n-Butyl-2-isopropyldecyl, tert-Butyl, Isoundecyl und dergleichen.
Substituierte Alkylgruppen sind die vorangehenden C₁-C₂₀-Alkyl-Gruppen, die ein oder mehrere, typischerweise 1 bis 3 Substituentengruppen wie Halo, Hydroxy, C₁-C₄-Alkoxy, Thio, C₁-C₄-Alkylthio, Phenyl, Alkylphenyl, Phenoxy, Alkylphenoxy, substituiertes Phenyl oder substituiertes Phenoxy aufweisen. Typische "substituierte C₁-C₂₀-Alkyl"-Gruppen umfassen demnach Hydroxymethyl, n-Butoxymethyl, Chlormethyl, 1-(3-Chlorphenoxy)ethyl-, 1,2,4-Trifluorohexyl, 1-(Phenoxymethyl)ethyl, 2-Methoxyedcyl, 4-Methylthio-5-bromoundecyl, 1-Ethyl-3-phenylbutyl, 4-(3,4-Dibromophenyl)heptyl, Pentadecafluoro-octyl und 2,2,2-Trifluoroethyl.
Der Begriff "C₂-C₂₀-Alkenyl" bedeutet, dass die obigen Alkyl-Gruppen eine bis vier nicht-benachbarte Doppelbindungen aufweisen. Beispiele umfassen Prop-2-enyl, But-2-enyl, Oct-2,4-dienyl, 2-Phenylethenyl, 3-Naphthyl-but-2-enyl und 6-(2-Pyridyl)-hex-3-enyl.
Der Begriff "Halo" umfasst Fluoro, Bromo, Chloro und Iodo.
Der Begriff "Aryl" bedeutet eine monozyklische oder bizyklische aromatische Hydrocarbyl-Gruppe, beispielsweise Phenyl oder Naphthyl, die gegebenenfalls mit einer bis fünf Gruppen, typischerweise mit einer, zwei oder drei aus Halo, Hydroxy, Methylendioxy, Phenyl, Nitro, Cyano, C₁-C₆-Alkyl, C₁-C₆-Alkoxy, Thio, C₁-C₆-Alkylthio, Amino, C₁-C₆-Alkyl und Dialkylamino, CHO, COR₆, COOR₆, OR₆, SO₃R₆ oder CONR₄R₅ ausgewählten Gruppen substituiert ist. Typische (CH₂)_0-6-Aryl-Gruppen umfassen demnach Phenyl, 3-Hydroxyphenyl, 2-Methylphenyl, 4-Chlorobenzyl, 3,4-Methylendioxyphenyl, 4-(2-Methylthiophenyl)butyl, 2-(3-Aminophenyl)ethyl, 6-(2-Chloro- 3-methylamino-4-formylphenyl)hexyl, Naphthyl, 3-Chloronaphthyl und 2,4,6-Trimethyl-naphthyl.
Der Begriff "(CH₂)_0-6-(O oder S)-aryl" bedeutet, dass die obigen Aryl-Gruppen über Sauerstoff oder Schwefel gebunden sind. Beispiele umfassen Phenoxymethyl, 2-Phenylthioethyl, 1-Naphthyloxymethyl und 3-Bromo-1-naphthylthiomethyl.
Der Begriff "(CH₂)_0-6-Heteroaryl" bedeutet ein Heteroaryl, das direkt oder über ein bis sechs Methylen-Gruppen gebunden ist. Der Begriff "Heteroaryl" bedeutet ein monozyklischer oder fusionierter bizyklischer aromatischer Ring, der 4 bis 12 Kohlenstoffatome und 1 bis 3 aus O, S oder N ausgewählte Heteroatome aufweist. Die Heteroaryl-Gruppe kann mit denselben Gruppen wie oben für Phenyl angegeben substituiert sein. Typische Heteroaryl-Gruppen umfassen demnach Pyridyl, 2- oder 3-Furanyl, 2- oder 3-Thienyl, 2- oder 3-Pyranyl, 2-,4- oder 5-Pyrimidinyl, 3- oder 4-Pyridazinyl, 2- oder 3-Morpholinyl, Indolyl, 3-Phenyl-2-pyridyl, Benzoxazolyl, Benzopyranyl, Chinolinyl, Chinoxalinyl, Isochinolinyl und Pyridopyrimidinyl. Substituierte Heteroaryl-Gruppen umfassen 3-Chlorothiophen, 3-Hydroxyfuryl und 3-Nitromorpholin.
Der Begriff "(CH₂)_0-6-(O oder S)-Heteroaryl" bedeutet, dass die obigen Heteroaryl-Gruppen über Sauerstoff oder Schwefel gebunden sind. Beispiele umfassen 3-Pyridyloxymethyl, 2-(2-Pyranyl)oxyethyl und 3-Furanylthiomethyl.
Der Begriff "(CH₂)_0-6-(O oder S)_0-1-Cycloalkyl" bedeutet eine Cycloalkyl-Gruppe, die über ein bis sechs Methylen-Gruppen, gegebenenfalls über Sauerstoff oder Schwefel, gebunden ist. "Cycloalkyl" bedeutet eine monozyklische oder bizyklische carbozyklische Gruppe, die drei bis zehn Kohlenstoffatome aufweist und gegebenenfalls mit einer, zwei oder drei aus Halo, Hydroxy, Phenyl, Nitro, Cyano, C₁-C₆-Alkyl, C₁-C₆-Alkoxy, Thio, C₁-C₆-Alkylthio, Amino, C₁-C₆-Alkyl und Dialkylamino, CHO, COR₆, COOR₆, OR₆, SO₃R₆ und CONR₄R₅ ausgewählten Gruppen substituiert ist. Typische Cycloalkyl-Gruppen umfassen demnach Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, 2-Ethylcyclopentyl, 3,4-Dichlorocyclohexyl, Decalinyl, Adamantyl, 3-Aminocyclooctyl und 2-Phenylcyclohexyl.
R₄ und R₅ sind Stickstoff-Substituenten und umfassen Wasserstoff, Alkyl, (CH₂)_0-6-(O oder S)_0-1-Aryl und (CH₂)_0-6-(O oder S)_0-1-Heteroaryl, wobei diese Begriffe wie oben definiert sind. Bevorzugte erfindungsgemässe Verbindungen sind diejenigen, wobei R₄ Wasserstoff ist und R₅ etwas anderes als Wasserstoff, insbesondere COR₈, CSR₈, CONR₈R₉, CSNR₈R₉, COOR₈, SO₂-Alkyl, SO₂-Aryl und COSR₈ ist. Diese Gruppen definieren Verbindungen, welche Amide, Thioamide, Harnstoffe, Thioharnstoffe, Carbamate, Sulfonamide beziehungsweise Thiocarbamate sind. Typische "COR₈"-Gruppen umfassen demnach Formyl, Acetyl, Bromoacetyl, Trifluoroacetyl, Cyclobutylformyl, 3-Nitropropionyl, 4-Methoxycarbonylbutyryl, Benzoyl, 4-Phenylbenzoyl, Phenoxyacetyl, 1-Phenoxyethyl, 6-Dimethylaminocarbonyloctanoyl und 4-Phenyldecanoyl. Typische "CSR₈"-Gruppen umfassen Methylthiocarbonyl, Ethylthiocarbonyl und tert-Butylthiocarbonyl. Beispiele für "CONR₈R₉"-Gruppen umfassen Aminocarbonyl, Dimethylaminocarbonyl, Dibenzylaminocarbonyl und dergleichen. Die Erfindung umfasst Thioharnstoffe, z. B. Verbindungen der Formel I, wobei R₄ Wasserstoff und R₅
ist. Typisch für solche R₅-Gruppen sind Aminothiocarbonyl, Diethylaminothiocarbonyl und Benzylaminothiocarbonyl. Die Erfindung umfasst zudem Sulfonamide, beispielsweise wenn R₅ -SO₂-Alkyl oder -SO₂-Aryl ist. Typische Gruppen umfassen Isopropylsulfonyl, Phenylsulfonyl, Naphthylsulfonyl und 4-Chlorophenylsulfonyl.
R₄ und R₅ können "COOR₈" und "COSR₈" umfassen; vorzugsweise ist eine von R₄ oder R₅ Wasserstoff. Solche Gruppen bilden Carbamate beziehungsweise Thiocarbamate. Typische COOR₈-Gruppen umfassen Methoxycarbonyl, 3-Hydroxybutoxycarbonyl, Benzyloxycarbonyl, 2,4-Dibromobenzyloxycarbonyl, 1-Methoxy-2-phenyl-3-chloropropoxycarbonyl und 10-Methoxyundecyloxycarbonyl.
Beispiele von COSR₈-Gruppen umfassen Methylthiocarbonyl, Benzylthiocarbonyl und dergleichen.
Idealerweise ist eine von R₄ und R₅ Wasserstoff, wenn die andere
ist. Diese Gruppen sind Reste von natürlich vorkommenden wie auch von unnatürlichen Aminosäuren, beispielsweise Glycyl, Alanyl, N-Methylvalyl, N-Benzylleucyl, N,N-Dimethylphenylalanyl, Threonyl, Arginyl, Glutamyl, Lysyl, Tyrosyl, 2-Amino-6-chlorohexanoyl, 2-Benzylamino-3,4-dimethoxyheptanoyl und dergleichen.
Typische Verbindungen, die mit der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden, werden durch die nachfolgenden Formeln dargestellt:
wobei R₁ ein Wasserstoff ist,
Besonders bevorzugte Verbindungen sind diejenigen, die nachfolgend dargestellt sind:
wobei R₁₀
-CF₃ ist,
C₁-C₁₂-Alkyl oder Perfluoro-C₁-C₁₂-Alkyl,
-O-Alkyl oder
Die erfindungsgemässen Verbindungen der Formel I werden durch irgend eines von verschiedenen Verfahren hergestellt werden, welche den Fachpersonen der organischen Chemie bekannte Reaktionsprozesse benutzen. Eine typische erfindungsgemässe Verbindung kann durch Acylierung eines trizyklischen Reaktanten mit einem Amino-substituierten Butyryl-Acylierungsmittel wie Asparaginsäure-Anhydrid oder ein Butyryl-Mittel der Formel
wobei L eine Abgangsgruppe wie Chloro oder Formyloxy ist und R₃, R₄ und R₅ wie oben definiert sind. Die Acylierung wird unter Friedel-Crafts-Bedingungen ausgeführt, beispielsweise unter Verwendung von Aluminiumchlorid als Katalysator und unter Durchführung der Reaktion in einem organischen Lösungsmittel, vorzugsweise einem halogenierten Kohlenwasserstoff wie Dichlormethan oder Chloroform. Ein bevorzugtes Verfahren umfasst das Umsetzen eines trizyklischen Ausgangsproduktes mit einem N-substituierten D- oder L-Asparaginsäure-Anhydrid gemäss dem nachfolgenden allgemeinen Schema:
Die Reaktanten werden in ungefähr äquimolaren Mengen in einem Lösungsmittel wie Dichlormethan mit einem Äquivalent oder einem Überschuss Aluminiumchlorid zusammengegeben. Die Acylierung ist typischerweise innerhalb von ungefähr 8 bis ungefähr 24 Stunden vollständig abgelaufen, wenn sie bei einer Temperatur von ungefähr –5°C bis ungefähr 20°C ausgeführt wird. Das Produkt kann einfach isoliert werden, indem das Reaktionsgemisch in Eis/Wasser gegossen und die organische Phase abgetrennt wird. Das Entfernen des Lösungsmittels durch Eindampfen ergibt die erfindungsgemässe Verbindung, welche unter Verwendung von Standardverfahren wie Chromatographie und Kristallisation gereinigt werden kann.
Die derart hergestellte Verbindung kann unter Verwendung von herkömmlichen Mitteln in andere erfindungsgemässe Verbindungen (z. B. solche, bei denen eine oder beide der R₄ und R₅ etwas anderes als Wasserstoff sind, oder bei denen die 4-Oxo-Gruppe in ein Oxim umgewandelt wird) ungewandelt werden. Beispielsweise reagiert eine Verbindung der obigen Formel, wobei R₄ Wasserstoff ist und R₅ eine Acyl-Gruppe wie Trifluoroacetyl ist, einfach mit Ammoniak in einem Alkohol wie Methanol, woraus sich das entsprechende primäre Amin, bei dem sowohl R₄ als auch R₅ Wasserstoff sind. Das primäre Amin kann unter Verwendung von herkömmlichen Mitteln acyliert oder alkyliert werden, beispielsweise durch Umsetzen mit einem Acylhalogenid wie Acetylchlorid oder Glycylbromid, einem Sulfonylhalogenid wie Isopropylsulfonylchlorid oder Benzylsulfonylbromid, einem Anhydrid wie Essigsäureanhydrid oder einem Alkylhalogenid wie Methylbromid oder Ethyliodid, woraus sich das entsprechende N-Acyl- oder N-Alkyl-Derivat ergibt. Die erfindungsgemässen Butansäureester, d. h. wo R₃ Alkoxy oder substituiertes Alkoxy ist, können ohne weiteres durch Umsetzen der freien Säure der obigen Formel mit einem Alkohol unter sauren Bedingungen, oder mittels anderen herkömmlichen Veresterungsverfahren hergestellt werden. Solche Reaktionen sind im Schema 1 dargestellt.
Schema 1
Die Buttersäureester der Formel I, also Verbindungen, wobei R₃ ein O-Alkyl oder O-substituiertes Alkyl ist, sind besonders nützlich als Zwischenprodukte, indem andere Stellen im Molekül derivatisiert werden können und die Esterfunktion anschliessend hydrolysiert werden kann, woraus sich die freie Säure ergibt. Die Ester-Gruppen können ohne weiteres mittels Routineverfahren zu den entsprechenden Carbonsäuren hydrolysiert werden, beispielsweise durch Umsetzen mit einer starken Säure wie Trifluoressigsäure, Polyphosphorsäure, Schwefelsäure oder dergleichen. Die Hydrolyse wird im Allgemeinen bei einer Temperatur von ungefähr 0°C bis ungefähr 25°C ausgeführt und ist normalerweise innerhalb von ungefähr 2 bis 24 Stunden vollständig abgelaufen. Das Produkt, eine Verbindung der Formel I, wobei R₃ OH ist, kann durch Verdünnen des Reaktionsgemisches mit Wasser und durch Extrahieren des Produktes in ein mit Wasser nicht mischbares Lösungsmittel wie Ethylacetat, Dichlormethan oder dergleichen und anschliessendes Entfernen des organischen Lösungsmittels, beispielsweise durch Eindampfen unter Vakuum, erhalten werden. Die derart gebildeten freien Carbonsäuren können durch Umsetzen mit einer Base wie Natriumhydroxid, Calziumcarbonat oder dergleichen in Salze umgewandelt werden. Die Carbonsäuren können auch mit Hydroxylamin-Hydrochlorid umgesetzt werden, woraus sich die entsprechenden Hydroxaminsäuren, z. B. Verbindungen der Formel I, wobei R₃ NHOH ist, ergeben.
Die erfindungsgemässen Verbindungen enthalten mindestens ein asymmetrisches Kohlenstoffatom und liegen als solche als optisch aktive Isomere vor. Die Erfindung schliesst sowohl die racemischen Formen als auch die individuellen Isomeren ein. Die individuellen Isomeren können aus optisch reinen Ausgangsmaterialien, beispielsweise unter Verwendung von natürlich vorkommenden Aminosäuren oder durch Auftrennen des Racemates mittels normalen Verfahren wie Chromatographie und dergleichen hergestellt werden.
Die Synthese von verschiedenen erfindungsgemässen Verbindungen der Formel I kann durch Verwendung von üblichen Schutzgruppen für funktionelle Gruppen wie Hydroxy, Carboxy und Amino erleichtert werden. Schutzgruppen werden verwendet, um ungewünschte Nebenreaktionen zu verhindern und werden bei Bedarf einfach entfernt, woraus sich die erfindungsgemässe Verbindung ergibt. Die Verwendung von Schutzgruppen ist gut dokumentiert, beispielsweise von Greene und Wuts in "Protective Groups in Organic Synthesis," 2nd Ed., 1991, John Wiley & Sons, Inc. Typische Carbonsäuren- und Hydroxy-Schutzgruppen sind einfach entfernbare Ester- und Ether-bildende Gruppen wie 2,2,2-Trichloroethyl, Benzyl, Methyl, Trimethylsilyl, Acetyl und dergleichen. Primäre Aminogruppen, beispielsweise Verbindungen der Formel I, wobei sowohl R₄ als auch R₅ Wasserstoff sind, werden mit gewöhnlichen Acylgruppen wie Acetyl, Pivaloyl, Trifluoroacetyl, Trimethylsilyl und t-Butyldimethylsilyl einfach geschützt.
Ein wichtiges Zwischenprodukt für die Synthese der Mehrzahl der erfindungsgemässen Verbindungen sind die primären Amine der Formel I, wobei sowohl R₄ als auch R₅ Wasserstoff sind. Diese Verbindungen werden wie oben und in Schema 1 beschrieben hergestellt. In einer bevorzugten Ausgestaltung hat das wichtige Zwischenprodukt die Formel
wobei R₃ wie oben definiert ist. Solche primäre Aminoverbindungen lassen sich ohne weiteres mittels Amin-Standardreaktionen in die erfindungsgemässen Verbindungen der Formel I umsetzen, wobei eine oder beide von R₄ und R₅ etwas anderes als Wasserstoff sind. Beispielsweise reagieren die primären Amine mit Acylierungsmitteln wie Säurehalogeniden und Säureanhydriden, woraus sich die entsprechenden Amide ergeben. Typische Säurehalogenide, die verwendet werden können, umfassen
und typische Anhydride umfassen
Harnstoffe, z. B. der Formel I, wobei R₄ Wasserstoff und R₅ CONR₈R₉ ist, können durch Umsetzen des primären Amins mit einem Isocyanat der Formel R₈-N=C=O, gefolgt von einer Alkylierung oder Acylierung hergestellt werden, woraus sich Verbindungen ergegeben, worin R₉ etwas anderes als Wasserstoff ist. Carbamate und Thiocarbamate, z. B. der Formel I, wobei R₄ Wasserstoff ist und R₅
beziehungsweise
ist, werden durch Umsetzen des primären Aminis mit Säurehalogeniden der Formel
und
hergestellt. Ähnliche Acylierungen können mit Säurehalogeniden wie
ausgeführt werden. Die primären Amine (Formel I, wobei sowohl R₄ als auch R₅ H sind) können zudem durch Umsetzen mit Chlorocarbonylisocyanat hergestellt werden, woraus sich ein Säurechlorid-Zwischenprodukt ergibt, das anschliessend mit Aminen, Alkoholen und Thiolen umgesetzt werden kann, um die erfindungsgemässen Verbindungen zu ergeben. Die Reaktion des Amins und Chlorocarbonylisocyanat wird wie folgt dargestellt:
Das primäre Amin und das Chlorocarbonylisocyanat wird im Allgemeinen in äquimolaren Mengen in einem nicht-reaktiven organischen Lösungsmittel wie Diethylether oder Dichlormethan zusammengegeben. Die Reaktion ist im Allgemeinen innerhalb von ungefähr 1 bis 2 Stunden vollständig abgelaufen, wenn sie bei ungefähr 0°C ausgeführt wird. Das Säurechlorid-Zwischenprodukt reagiert mit Aminen, Alkoholen und Thiolen gemäss dem nachfolgenden Schema:
Das primäre Amin (Formel I, wobei sowohl R₄ als auch R₅ Wasserstoff sind) kann zudem mit Chlorosulfonylisocyanat umgesetzt werden, woraus sich ein Sulfonylchlorid ergibt:
Das Sulfonylchlorid kann mit einem Amin oder Alkohol wie folgt umgesetzt werden:
Die primären Amine können zudem durch Umsetzung mit einer Carbonsäure in der Anwesenheit eines Peptid-Kupplungsagens acyliert werden. Typische Kupplungsagenzien umfassen N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid, N,N'-Diisopropylcarbodiimid, N,N'-Diethylcarbodiimid und 1,2-Dihydrochinolin.
Wie oben erwähnt, umfasst die Erfindung pharmazeutisch annehmbare Salze und Solvate von Verbindungen mit der Formel I. Die Carbonsäuren (d. h. R₃ ist OH) reagieren prompt mit anorganischen und organischen Basen unter Bildung solcher Salze. Typische anorganische Basen, die gewöhnlich verwendet werden, umfassen Natriumhydroxid, Kaliumcarbonat, Calciumphosphat und Natriumbicarbonat. Routinemässig verwendete organische Basen umfassen Diethylamin, Pyridin, Benzylamin, Triethanolamin, Morpholin und Ethylendiamin. Verbindungen der Formel I, welche eine basische Gruppe aufweisen, beispielsweise wenn sowohl R₄ als auch R₅ Wasserstoff sind, können durch Umsetzung mit anorganischen oder organischen Säuren Säureadditions-Salze bilden. Typische Säuren umfassen Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Benzoesäure, Methansulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure und dergleichen. Die erfindungsgemässen Salze sind unter normalen Bedingungen typischerweise hochkristallin und können durch Kristallisation aus gewöhnlichen Lösungsmitteln wie Ethylacetat, Chloroform, Ethanol, Wasser, Toluol, Diethylether und Hexan gereinigt werden. Solche Kristallisationen können die erfindungsgemässe Verbindung als ein Solvat, beispielsweise als ein Hydrat oder Ethanolat bilden, welche Formen in pharmazeutischen Zusammensetzungen verwendet werden können.
Die Synthese von erfindungsgemässen Verbindungen ist in Schema 2 wie auch in den nachfolgenden ausführlichen Beispielen weiter dargestellt. Die Beispiele dienen nur zur Illustration und sind nicht dazu vorgesehen, auf irgend eine Weise einschränkend zu sein.
Schema 2
BEISPIEL 1
(S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(2,2,2-trifluoroacetylamino)-buttersäure
Zu einer Suspension von Aluminiumchlorid (3.19 g, 0.024 Mol) in Dichlormethan (50 ml) bei 0°C wurde unter einer inerten Stickstoffatmosphäre über einen Feststoff-Zugabetrichter ein inniges Gemisch von N-Trifluoroacetyl-L-Asparaginsäure-Anhydrid (3.01 g, 0.0142 Mol) und Dibenzofuran (2 g, 0.0119 Mol) zugegeben. Die erhaltene ziegelrote Suspension wurde über 12 Stunden auf Raumtemperatur erwärmt. Das Reaktionsgemisch wurde in Eiswasser (250 ml) gegossen, und das erhaltene farblose zweiphasige Gemisch wurde mit Ethylacetat (4 × 100 ml) extrahiert. Die kombinierten organischen Extrakte wurden mit Wasser (2 × 100 ml), konzentrierter Kochsalzlösung (2 × 100 ml) gewaschen, und über Magnesiumsulfat getrocknet. Das Gemisch wurde filtriert, und die organische Lösung wurde durch Eindampfen des Lösungsmittels im Vakuum auf konzentriert, woraus sich ein weisser Feststoff ergab. Der Feststoff wurde aus 10% Ethylacetat/Hexan (v/v) umkristallisiert, woraus sich (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(2,2,2-trifluoroacetylamino)-buttersäure (2.16 g, 48%) als weisser Feststoff ergab; Smp. 174–176°C.
BEISPIEL 2
(R)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(2,2,2-trifluoroacetylamino)-buttersäure
Das allgemeine Verfahren von Beispiel 1 wurde unter Verwendung von N-(Trifluoroacetyl)-D-asparaginsäure-Anhydrid wiederholt, woraus sich (R)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(2,2,2-trifluoroacetylamino)-buttersäure ergab; Smp. 140–144°C.
BEISPIEL 3
(S)-2-Amino-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure
Methanol (40 ml) wurde bei Raumtemperatur mit gasförmigem Ammoniak gesättigt. Zu dieser Lösung wurde die im obigen Beispiel 1 erhaltene (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(2,2,2-trifluoroacetylamino)-buttersäure (0.5 g, 0.0013 Mol) zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde während 24 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und danach im Vakuum zur Trockenheit auf konzentriert. Der Rückstand wurde aus siedendem Methanol umkristallisiert, woraus sich die Titelverbindung als weisser Feststoff (0.37 g, quant.) ergab; Smp. 182–187°C.
BEISPIEL 4
(S)-2-Acetylamino-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure
Eine Suspension der im obigen Beispiel 3 erhaltenen (S)-2-Amino-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure (0.025 g, 0.000082 Mol) in Essigsäureanhydrid (2 ml) und Wasser (4 ml) wurde während 15 Minuten bei Raumtemperatur beschallt (Cole Parmer 8850 Ultraschallbad). Die erhaltene Lösung wurde dann im Vakuum auf konzentriert, und der erhaltene Rückstand wurde aus Ethylacetat/Diethylether (50 : 50, v/v) umkristallisiert, woraus sich die Titelverbindung als weisser Feststoff ergab; Smp. 166–170°C.
BEISPIEL 5
(S)-4-Dibenzofuran-2-yl-2-[3-(2,6-diisopropyl-phenyl)-ureido]-4-oxo-buttersäure
Schritt (a) (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(2,2,2-trifluoroacetylamino)-buttersäure-tert-butylester
Zu einer DMF-Lösung (10 ml) von (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(2,2,2-trifluoroacetylamino)-buttersäure (0.3 g, 0.00079 Mol) bei 40°C wurde Carbonyldimidazol (0.13 g, 0.00079 Mol) zugegeben. Dieses Gemisch wurde während 1 Stunde gerührt, und danach wurden 1,8-Diazabicyclo-[5.4.0]undec-7-en (DBU, 0.12 ml, 0.00079 Mol) und t-Butanol (0.15 ml, 0.00158 Mol) zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde während 24 Stunden bei 40°C gerührt, auf 24°C abgekühlt und dann mit Ether (20 ml) verdünnt. Die Lösung wurde mit Wasser (2 × 10 ml), konzentrierter Kochsalzlösung (2 × 10 ml) gewaschen, und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Das Gemisch wurde filtriert, und das Filtrat wurde durch Eindampfen des Lösungsmittels im Vakuum zu einem Öl aufkonzentriert. Das Öl wurde auf Silikagel unter Elution mit 20% Ethylacetat/Hexan (v/v) flash-chromatographiert, woraus sich die Titelverbindung ergab; Smp. 92–94°C.
Schritt (b) (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-2-[3-(2,6-diisopropyl-phenyl)-ureido]-4-oxo-buttersäure-tert-butylester
In eine methanolische Lösung (100 ml) der Verbindung von obigem Schritt (a) (0.22 g, 0.000505 Mol) wurde während 5 Minuten bei Raumtemperatur Ammoniakgas durchgeblasen. Das Reaktionsgemisch wurde während 18 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Die Lösung wurde danach aufkonzentriert und auf Silikagel unter Elution mit Ethylacetat flashchromatographiert, woraus sich (S)-2-Amino-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure-t-Butylester (0.112 g, 65%) ergab, welcher ohne weitere Reinigung für den nächsten Schritt verwendet wurde.
Zu einer gerührten Ethylacetat-Lösung (5 ml) des Produktes von Schritt (b) (0.112 g, 0.00033 Mol) wurde bei Raumtemperatur unter einer inerten Stickstoffatmosphäre 2,6-Diisopropylphenylisocyanat (0.067 g, 0.00033 Mol) zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde während 48 Stunden gerührt, und nach dieser Zeit wurde die Lösung im Vakuum aufkonzentriert und auf Silikagel unter Elution mit 50% Ethylacetat/Hexan (v/v) flash-chromatographiert, woraus sich (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-2-[2,6-diisopropylphenyl)-ureido]-4-oxo-buttersäure-tert-butylester (0.05 g, 28%) ergab; Smp. 94–97°C.
Schritt (c) (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-2-[3-(2,6-diisopropyl-phenyl)-ureido]-4-oxo-buttersäure
Zu einer Dichlormethan-Lösung (2 ml) des im obigen Schritt (b) erhaltenen Produktes (0.05 g, 0.000092 Mol) wurde unter Rühren bei Raumtemperatur Trifluoroessigsäure (1 ml) und ein Tropfen Anisol zugegeben. Nach 7 Stunden wurde die Lösung aufkonzentriert, und der Rückstand mit Diethylether zerrieben. Der erhaltene Feststoff wurde filtriert und luftgetrocknet, woraus sich (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-2-[3-(2,6-diisopropyl-phenyl)-ureido]-4-oxo-buttersäure (0.025 g, 56%) ergab; Smp. 205–210°C (zers.).
BEISPIEL 6
(S)-2-Benzoylamino-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure
Schritt (a) (S)-2-Amino-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure-Methylesterhydrochlorid
In eine methanolische Lösung (250 ml) von (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(2,2,2-trifluoroacetylamino)-buttersäure (1.75 g, 0.0046 Mol) wurde während 3 Stunden bei Raumtemperatur gasförmiger Chlorwasserstoff durchgeblasen. Die Lösung wurde danach im Vakuum aufkonzentriert, und der erhaltene Feststoff wurde mit einem Gemisch von Ethylacetat und Diethylether (1 : 1, v/v) zerrieben, woraus sich die Titelverbindung (1.22 g, 77%) ergab; Smp. 156–160°C.
Schritt (b) (S)-2-Benzoylamino-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure-methylester
Zu einer THF/Wasser-Lösung (1 : 1, 10 ml) des im obigen Schritt (a) erhaltenen Materials (0.5 g, 0.0015 Mol) wurde Triethylamin (0.22 ml, 0.0015 Mol) zugegeben. Die erhaltene Suspension wurde während 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt, und zu diesem Zeitpunkt wurden zusätzliches Triethylamin (0.22 ml, 0.0015 Mol) und Benzoylchlorid (0.21 g, 0.0015 Mol) zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde während 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt und danach mit 50 ml Wasser verdünnt. Die Lösung wurde mit Ethylacetat (2 × 50 ml) extrahiert. Die organischen Extrakte wurden mit Wasser (2 × 50 ml) und konzentrierter Kochsalzlösung (2 × 50 ml) gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Die Lösung wurde filtriert, und die Filtrate wurden im Vakuum auf konzentriert. Flash-Chromatographie auf Silikagel unter Elution mit 50% Ethylacetat/Hexan (v/v) ergab (S)-2-Benzoylamino-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäuremethylester (0.39 g, 65%); Smp. 65–70°C.
Schritt (c) (S)-2-Benzoylamino-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure
Zu einer Dioxan/Wasser-Lösung (1 : 1, 30 ml) des im obigen Schritt (b) erhaltenen Materials (0.32 g, 0.000797 Mol) wurde Lithiumhydroxid-Monohydrat (0.07 g, 0.00168 Mol) zugegeben. Die erhaltene Suspension wurde während 4 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde im Vakuum auf konzentriert und der Rückstand wieder in Wasser (10 ml) gelöst und in einem Eisbad gekühlt. Die kalte Lösung wurde mit wässrigem 1 N HCl auf pH 2.0 angesäuert. Der gebildete Niederschlag wurde durch Filtration gesammelt und luftgetrocknet, woraus sich (S)-2-Benzoylamino-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure ergab (0.29 g, 94%); Smp. 124–130°C.
Unter Anwendung des allgemeinen Verfahrens von Beispiel 6 wurden die nachfolgenden Verbindungen erhalten:
BEISPIEL 7
(S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-2-phenylacetaminobuttersäure

Smp. 94–98°C

BEISPIEL 8
(S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(3-phenyl-propionylamino)-buttersäure

Smp. 118–121°C

BEISPIEL 9
(S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(7-phenyl-heptanoylamino)-buttersäure

Smp. 105–108°C

BEISPIEL 10
(S)-2-[(Biphenyl-4-carbonyl)-amino]-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure

¹H NMR (DMSO-D₆): ☐ 8.9 (s, 1H), 8.8 (m, 1H), 8.3–7.4 (m, 16H), 5.1 (m, 1H), 3.8 (m, 2H) ppm.

BEISPIEL 11
(S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(octanoylamino)-buttersäure;
Smp. 57–60°C
BEISPIEL 12
(S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(dodecanoylamino)-buttersäure
Smp. 85–88°C
BEISPIELE 13–14
Unter Anwendung des allgemeinen Verfahrens von Beispiel 6 mit der Ausnahme, dass das im Schritt (b) verwendete Benzoylchlorid durch ein Sulfonylchlorid ersetzt ist, wurden die nachfolgenden Sulfonamide hergestellt:
(S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-methansulfonylamino-buttersäure; Smp. 161–168°C;
(S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(4-methylphenylsulfonylamino)-buttersäure;
¹H NMR (DMSO-D₆): ☐ 8.9 (s, 1H), 7.2–8.3 (m, 11H), 4.5 (m, 1H), 3.6 (m, 2H), 2.8 (m, 1H), 2.2 (s, 3H) ppm.
BEISPIEL 15
Unter Anwendung des Verfahrens von Beispiel 1 mit der Ausnahme, dass Fluoren anstatt Dibenzofuran verwendet wurde, wurde die Verbindung (S)-4-(9H-Fluoren-2-yl)-4-oxo-2-(2,2,2-trifluoroacetylamino)-buttersäure erhalten; Smp. 111–115°C.
BEISPIEL 16
(S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-hydroxyimino-2-(2,2,2-trifluoroacetylamino)-buttersäure
Zu einer Lösung von (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2,2,2-trifluoroacetylamino)-buttersäure (1.0 g, 0.0026 Mol) aus Beispiel 1 in 50 ml Methanol wurde Natriumacetat-Trihydrat (1.08, 0.0079 Mol) zugegeben. Die Lösung wurde bei 24°C gerührt während eine wässrige Lösung (5 ml) von Hydroxylamin-Hydrochlorid (0.37 g, 0.00527 Mol) in einer Portion zugegeben wurde. Das Reaktionsgemisch wurde während 3 Stunden bei 24°C gerührt und danach während 2 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Die Lösung wurde auf 24°C abgekühlt und durch Eindampfen im Vakuum zur Trockenheit aufkonzentriert. Der Feststoff wurde mit 10 ml Wasser gespült und aus Ethylacetat und Hexan auskristallisiert, woraus sich 0.13 g (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-hydroxyimino-2-(2,2,2-trifluoroacetylamino)-buttersäure ergaben; 128–130°C.
BEISPIEL 17
Der wie in Schritt (b) von Beispiel 6 beschrieb hergestellte (S)-2-Benzoylamino-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure-methylester wurde in Tetrahydrofuran, das ein Äquivalent Triethylamin ernthielt, gelöst. Die Lösung wurde während 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt und das Lösungsmittel wurde durch Eindampfen entfernt, woraus sich ein Feststoff ergab. Der Feststoff wurde mit Wasser gewaschen, woraus sich Methyl-(S)-2-amino-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-butyrat als Monohydrat ergab.
BEISPIELE 18–55
Mehrere erfindungsgemässe Verbindungen der Formel I wurden mittels kombinatorischer synthetischer Verfahren hergestellt. Das allgemein verwendete Verfahren ist wie folgt:
Eine 0.17 molare Stammlösung wurde durch Lösen von 2.9 g (8.69 mMol) 2-Amino-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure-methylester-Hydrochlorid (wie in Schritt (a) von Beispiel 6 hergestellt) in 50 ml Dichlormethan hergestellt. Ein Milliliter dieser Lösung zusammen mit 70 mg eines Morpholinoharzes (gemäss Booth R. J. and Hodges J. C., J. Am. Chem. Soc., 1997; 119(21): 4882–4886 hergestellt) wurden zu jedem der 38 Röhrchen gegeben. 1.1 Äquivalente (0.187 Mol) des geeigneten Carbonsäurechlorides wurde in ein jedes von 38 Röhrchen zugegeben. Die Röhrchen wurden verschlossen und während 54 Stunden bei Raumtemperatur geschüttelt. Ein Überschuss eines Aminoharzes und eines Isocyanatoharzes (beide gemäss Booth and Hodges, Supra., 1997 hergestellt) wurde zu jedem Röhrchen zugegeben, und die Röhrchen wurden während 16 Stunden geschüttelt, um nicht-umgesetztes Material zu inaktivieren. Jedes Reaktionsgemisch wurde durch einen Glaswollenpfropfen filtriert, und die Harze wurden mit 2 ml Tetrahydrofuran gewaschen. Die Filtrate wurden unter einem Stickstoffstrom eingedampft, und der Rückstand in jedem Röhrchen wurde in 1 ml Tetrahydrofuran wieder aufgelöst. Ein Milliliter einer 0.315 molaren wässrigen Lösung von Lithiumhydroxid wurde zu jedem Röhrchen zugegeben, und die erhaltenen Gemische wurden während 16 Stunden erneut geschüttelt. Jedes Reaktionsgemisch wurde mit Diethylether gewaschen, und die wässrige Phase wurde dann mit 1 molarer Salzsäure angesäuert. Die Produkte wurden in Ethylacetat extrahiert, und das Lösungsmittel wurde während 54 Stunden unter einem Stickstoffstrom eingedampft, wobei die gewünschten Produkte übrig blieben. Die Verbindungen wurden mittels LC/MS analysiert, um die Reinheit und die Anwesenheit von erwarteten Ionen zu bestimmen.
Die obige Reaktion ist im nachfolgenden verallgemeinerten Schema dargestellt:
Die folgenden spezifischen erfindungsgemässen Verbindungen wurden mittels der obigen kombinatorischen Verfahrensweise hergestellt:
Die erfindungsgemässen Verbindungen wurden in standardisierten in-vitro-Tests untersucht, und es wurde gezeigt, dass sie potente Inhibitoren von mehreren Matrix-Metalloproteinase-Enzyme sind. Die Test messen die Menge, um welche eine Testverbindung die durch ein Matrix-Metalloproteinasen-Enzym verursachte Hydrolyse eines Thiopeptidsubstrats reduziert. Solche Tests sind von Ye, et al., in Biochemistry, 1992, 31(45): 11231–11235 ausführlich beschrieben.
Thiopeptolidsubstrate zeigen in der Abwesenheit von Matrix-Metalloproteinasen-Enzymen praktisch keine Zersetzung oder Hydrolyse. Ein typisches Thiopeptolidsubstrat, das gewöhnlich für Tests verwendet wird, ist Ac-Pro-Leu-Gly-thioester-Len-Len-Gly-O-Et. Ein 100 μl Testgemisch wird 50 mM 2-Morpholinoethansulfonsäure-Monohydrat (MES, pH 6.0) 10 mM CaCl₂, 100 μl Thiopeptolidsubstrat und 1 mM 5,5'-Ditihio-bis-(2-nitro-benzoesäure) (DTNB) enthalten. Die Thiopeptolidsubstrat-Konzentration wird von 10 bis 800 μM variiert, um Km- und Kcat-Werte zu erhalten. Die Veränderung der Extinktion bei 405 nm wird bei Raumtemperatur (22°C) auf einem Thermo Max Mikroplatten-Leser (Molecular Devices, Menlo, Park, CA) aufgezeichnet. Die Berechnung des Ausmasses der Hydrolyse des Thiopeptolidsubstrats beruht auf einem E₄₁₂ = 13600 m^–1 cm^–1 für das von DTNB abgeleitete Produkt 3-Carboxy-4-nitrothiophenoxid. Tests werden mit und ohne Matrix-Metalloproteinasen-Inhibitorverbindungen ausgeführt, und zur Bestimmung der inhibitorischen Aktivität der Testverbindungen werden die Ausmasse der Hydrolyse verglichen.
Mehrere repräsentative Verbindungen wurden bezüglich ihrer Fähigkeit, verschiedene Matrix-Metalloproteinase-Enzyme zu inhibieren, untersucht. Die nachfolgende Tabelle 1 zeigt die inhibitorische Aktivität für mehrere erfindungsgemässe Verbindungen. In der Tabelle bezieht sich MMP-1 auf interstitielle Kollagenase; MMP-2 bezieht sich auf Gelatinase A; MMP-3 bezieht sich auf Stromelysin; MMP-7 bezieht sich auf Matrilysin; und MMP-13 bezieht sich auf Kollagenase 3. Testverbindungen wurden in unterschiedlichen Konzentrationen untersucht, um deren entsprechende IC₅₀-Werte, die mikromolare Konzentration der Verbindung, die zum Hervorrufen einer 50%-igen Inhibition der Hydrolyseaktivität des entsprechenden Enzyms benötigt wird, zu bestimmen.
Tabelle I. (IC₅₀) μM
Die Verbindungen wurden zusätzlich bezüglich deren Fähigkeit, die Hydrolyse der gesamten Länge der Kollagenasen von Thiopeptolidsubstrat (FLC) und die Hydrolyse der gesamten Länge der Gelatinasen Β (FLGB) von Thiopeptoliden zu inhibieren, untersucht. Die Resultate von repräsentativen Verbindungen sind in Tabelle II wiedergegeben.
Tabelle II. (IΙ₅₀) μM
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können in einer grossen Vielfalt von oralen und parenteralen Dosierungsformen hergestellt und verabreicht werden. Demnach können die erfindungsgemässen Verbindungen durch Injektion, das heisst, intravenös, intramuskulär, intrakutan, subkutan, indtraduodenal oder intraperitoneal verabreicht werden. Ausserdem können die erfindungsgemässen Verbindungen durch Inhalation, beispielsweise intranasal, verabreicht werden. Des Weiteren können die erfindungsgemässen Verbindungen transdermal verabreicht werden. Es ist Fachpersonen wohl bekannt, dass die nachfolgenden Dosierungsformen als aktive Komponente entweder eine Verbindung der Formel I oder ein entsprechendes pharmazeutisch annehmbares Salz einer Verbindung der Formel I umfassen können. Die aktive Verbindung liegt im Allgemeinen in einer Konzentration von ungefähr 5 Gewichts-% bis ungefähr 95 Gewichts-% der Formulierung vor.
Zur Herstellung von pharmazeutischen Zusammensetzungen aus den erfindungsgemässen Verbindungen können die pharmazeutisch annehmbaren Träger entweder fest oder flüssig sein. Zubereitungen in fester Form umfassen Puder, Tabletten, Pillen, Kapseln, Gelatinekapseln, Suppositorien und dispergierbare Granulate. Ein fester Träger kann eine oder mehrere Substanzen umfassen, die auch als Verdünnungsmittel, Geschmacksmittel, Lösungsvermittler, Schmiermittel, Suspendierungsmittel, Bindemittel, Konservierungsmittel, Tabletten auflösenden Mittel oder Verkapselungsmaterial wirken können.
In Pudern ist der Träger ein fein verteilter Feststoff, welcher mit der fein verteilten aktiven Verbindung als Gemisch vorliegt.
In Tabletten ist die aktive Verbindung in geeigneten Verhältnissen mit dem Träger, der die notwendigen Bindungseigenschaften besitzt, vermischt und zu der gewünschten Form und Grösse zusammengepresst.
Die Puder und Tabletten enthalten vorzugsweise fünf oder zehn bis ungefähr siebzig Prozent der aktiven Verbindung. Geeignete Träger sind Magnesiumcarbonat, Magnesiumstearat, Talk, Zucker, Laktose, Pectin, Dextrin, Stärke, Gelatine, Tragakant, Methylcellulose, Natriumcarboxymethylcellulose, ein niedrigschmelzendes Wachs, Kakaobutter und dergleichen. Der Begriff "Zubereitung" umfasst die Formulierung der aktiven Verbindung einschliesslich des als Träger wirkenden Verkapselungsmaterials, woraus sich eine Kapsel ergibt, in welcher die aktive Verbindung, mit oder ohne andere Träger, von einem Träger umgeben ist, welcher demnach mit ihr vereinigt ist. Dementsprechend sind auch Gelatinekapseln und Pastillen eingeschlossen. Tabletten, Puder, Kapseln, Pillen, Gelatinekapseln und Pastillen können als feste, für die orale Verabreichung geeignete Dosierungsformen verwendet werden.
Zur Herstellung von Suppositorien wird zunächst ein niedrigschmelzendes Wachs, wie ein Gemisch von Fettsäureglyzeriden oder Kakaobutter, geschmolzen und darin die aktive Komponente, beispielsweise durch Rühren, homogen verteilt. Das geschmolzene homogene Gemisch wird dann in Formen geeigneter Grösse gegossen, und sich abkühlen und dabei verfestigen gelassen.
Zusammensetzungen in flüssiger Form umfassen Lösungen, Suspensionen und Emulsionen, beispielsweise Wasser oder Wasser-Propylenglykol-Lösungen. Zur parenteralen Injektion können flüssige Zusammensetzungen in Lösung, [beispielsweise] in wässriger Polyethylenglykol-Lösung formuliert werden.
Für die orale Verwendung geeignete wässrige Lösungen können hergestellt werden, indem die aktive Komponente in Wasser gelöst wird und nach Bedarf geeignete Färbemittel, Geschmacksmittel, Stabilisatoren und Verdickungsmittel zugegeben werden.
Für die orale Verwendung geeignete wässrige Suspensionen können hergestellt werden, indem die fein verteilte aktive Komponente mit einem zähflüssigen Material wie natürlichem oder synthetischem Gummi, Harzen, Methylcellulose, Natriumcarboxymethylcellulose und anderen wohl bekannten Suspendierungsmitteln in Wasser dispergiert wird.
Ebenfalls eingeschlossen sind Zubereitungen in fester Form, welche dazu vorgesehen sind, kurz vor der Verwendung in flüssige Zubereitungen zur oralen Verabreichung umgewandelt zu werden. Solche flüssige Formen umfassen Lösungen, Suspensionen und Emulsionen. Diese Zubereitungen können zusätzlich zur aktiven Komponente noch Färbemittel, Geschmacksmittel, Stabilisatoren, Puffer, künstliche und natürliche Süssstoffe, Dispergierungsmittel, Verdicker, Lösungsvermittler und dergleichen enthalten.
Die pharmazeutische Zubereitung liegt vorzugsweise in Einheitsdosierungsform vor. In solcher Form ist die Zubereitung in Einheitsdosen, welche die geeignete Menge der aktiven Verbindung enthalten, unterteilt. Die Einheitsdosierungsform kann eine verpackte Zubereitung sein, wobei die Verpackung einzelne Mengen der Zubereitung wie verpackte Tabletten, Kapseln und Puder in Röhrchen oder Ampullen enthält. Die Einheitsdosierung kann auch eine Kapsel, Tablette, Gelatinekapsel oder eine Pastille an sich sein, oder sie kann die geeignete Anzahl irgend einer dieser Verpackungsformen sein.
Die Menge der aktiven Komponente in der Einheitsdosis-Zubereitung kann variiert oder eingestellt werden von 1 mg bis 1000 mg, vorzugsweise 10 mg bis 100 mg, entsprechend der jeweiligen Anwendung und der Potenz der aktiven Komponente. Die Zusammensetzung kann, falls gewünscht, auch andere kompatible therapeutische Mittel enthalten.
Bei therapeutischer Verwendung als Mittel zur Behandlung von Multipler Sklerose, atherosklerotischer Plaqueruptur, Aorta-Aneurisma, Herzinsuffizenz, Restenose, periodontalen Erkrankungen, Hornhautulzerationen, Krebsmetastasen, Tumorangiogenese, Arthritis oder anderen Autoimmunstörungen oder entzündlichen Störungen, die von der Zerstörung von Bindegewebe abhängen, werden die im pharmazeutischen Verfahrensteil der vorliegenden Erfindung verwendeten Verbindungen in einer Dosis verabreicht, welche zur Inhibition der hydrolytischen Aktivität von einem oder mehreren Matrix-Metalloproteinase-Enzymen wirksam ist. Eine anfängliche Dosierung von ungefähr 1 mg bis ungefähr 100 mg pro Kilogramm pro Tag wird wirksam sein. Eine im Bereich von ungefähr 25 mg bis ungefähr 75 mg pro Kilogramm liegende tägliche Dosis ist bevorzugt. Allerdings können die Dosierungen in Abhängigkeit der Anforderungen des Patienten, des Schweregrads des zu behandelnden Krankheitszustandes und der verwendeten Verbindung variiert werden. Die Bestimmung der richtigen Dosierung für eine besondere Situation liegt im Bereich des Fachwissens. Im Allgemeinen wird die Behandlung mit kleineren Dosierungen, welche geringer als die optimale Dosis der Verbindung sind, begonnen. Anschliessend wird die Dosierung in kleinen Inkrementen erhöht bis die optimale Wirkung unter den gegebenen Umständen erreicht ist. Zur Erleichterung kann gewünschtenfalls die gesamte tägliche Dosis aufgeteilt und portionenweise über den Tag verteilt, verabreicht werden. Typische Dosierungen werden im Bereich von ungefähr 0.1 bis ungefähr 500 mg/kg und idealerweise von ungefähr 25 bis ungefähr 250 mg/kg liegen.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen typische erfindungsgemässe Formulierungen.
BEISPIEL 56 Tabletten-Formulierung
Die Dibenzofuranylbuttersäure, Laktose und Kornstärke (zum mixen) werden bis zur Einheitlichkeit vermischt. Die Maisstärke (für Paste) wird in 200 ml Wasser suspendiert und unter Rühren erhitzt, woraus sich eine Paste bildet. Die Paste wird verwendet, um das Pudergemisch zu granulieren. Das nasse Granulat wird durch ein Handsieb Nr. 8 passiert und bei 80°C getrocknet. Das getrocknete Granulat wird mit 1% Magnesiumstearat geschmiert und zur Tablette gepresst. Solche Tabletten können einem Menschen zur Behandlung von Atherosklerose, Arthritis und Herzinsuffizenz, einschliesslich ventrikulärer Dilatation, ein- bis viermal täglich verabreicht werden.
BEISPIEL 57 Zubereitung für orale Lösungen
Die Sorbitol-Lösung wird zu 40 ml destilliertem Wasser gegeben, und die Carbazolylbuttersäure wird darin gelöst. Das Saccharin, das Natriumbenzoat, das Geschmacksmittel und der Farbstoff werden zugegeben und gelöst. Das Volumen wird mit destilliertem Wasser auf 100 ml gebracht. Jeder Milliliter des Sirups enthält 4 mg der erfindungsgemässen Verbindung.
BEISPIEL 58
Parenterale Lösung
In eine Lösung von 700 ml Propylenglykol und 200 ml Wasser für Injektionszwecke werden 20 g (S)-2-N,N-Diethylamino-4-fluoro-3-yl-4-thioxo-buttersäure suspendiert. Nach Abschluss der Suspendierung wird der pH mit 1 N Natriumhydroxid auf 6.5 eingestellt, und das Volumen wird mit Wasser für Injektionszwecke auf 1000 ml gebracht. Die Formulierung wird sterilisiert, in 5.0-ml-Ampullen gefüllt, wovon jede 2.0 ml enthält, und unter Stickstoff verschlossen.
Als Matrix-Metalloproteinasen-Inhibitoren sind die Verbindungen der Formel I nützliche Wirkstoffe zur Behandlung der Multiplen Sklerose. Sie sind zudem als Wirkstoffe zur Behandlung von atherosklerotischen Plaquerupturen, Restenosen, periodontalen Erkrankungen, Hornhautulzerationen, Verbrennungen und Dekubitus-Ulzerationen sowie zur Wundheilung, zur Behandlung von Krebsmetastasen, Tumorangiogenese, Arthritis und anderen entzündlichen Störungen, die vom Eindringen von Leukozyten in das Gewebe abhängen, anwendbar.

Claims

Verbindung der Formel I
wobei: X O, NOH oder S ist R₃ Hydroxy oder O-C₁-C₂₀-Alkyl ist R₄ und R₅ unabhängig Wasserstoff, C₁-C₂₀-Alkyl, C₂-C₂₀-Alkenyl, (CH₂)_0-6-Aryl, (CH₂)_0-6-(O oder S)-Aryl, (CH₂)_0-6-Heteroaryl, (CH₂)_0-6-(O oder S)-Heteroaryl sind; oder eines von R₄ und R₅ Wasserstoff und das andere COR₈, CSR₈, CONR₈R₉, CSNR₈R₉, COOR₈, COSR₈,
ist; Y -O-, -NH-, -CH₂- ist; R₈ und R₉ unabhängig Wasserstoff, C₁-C₂₀-Alkyl, C₂-C₂₀-Alkenyl, (CH₂)_0-6-(O oder S)_0-1-Aryl, (CH₂)_0-6-(O oder S)_0-1-Heteroaryl, oder (CH₂)_0-6-(O oder S)_0-1-cycloalkyl sind; und die pharmazeutisch annehmbaren Salze, Isomeren, Stereoisomeren und Solvate davon.
Verbindung nach Anspruch 1, wobei X ein O ist.
Verbindung nach Anspruch 2, wobei R₃ ein C₁-C₂₀-Alkoxy ist.
Verbindung nach Anspruch 2, wobei R₃ ein OH ist.
Verbindung nach Anspruch 4, wobei R₄ ein H ist.
Verbindung nach Anspruch 5, wobei R₅ ein H ist.
Verbindung nach Anspruch 6, welche (S)-2-Amino-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure ist.
Verbindung nach Anspruch 5, wobei R₅ ein -COCH₃ ist.
Verbindung nach Anspruch 8, welche (S)-2-Acetylamino-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure ist.
Verbindung nach Anspruch 5, wobei R₅ ein -COCF₃ ist.
Verbindung nach Anspruch 10, welche (S)-2-(2,2,2-Trifluoroacetylamino)-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure ist.
Verbindung nach Anspruch 10, welche (R)-2-(2,2,2-Trifluoroacetylamino)-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure ist.
Verbindung nach Anspruch 5, wobei R₅ ein
und R₈ ein (CH₂)_0-6-(O oder S)_0-1-Aryl oder (CH₂)_0-6-(O oder S)_0-1-Heteroaryl ist.
Verbindung nach Anspruch 13, ausgewählt aus (S)-2-Benzoylamino-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure; (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-phenyl-acetylamino-buttersäure; (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(3-phenyl-propionylamino)-buttersäure; (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(7-phenyl-heptanoylamino)-buttersäure; (S)-2-[(Biphenyl-4-carbonyl)-amino]-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure; 2-[2-(4-Chloro-phenoxy)-acetylamino]-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-2-(3,4-dichloro-benzoylamino)-4-oxo-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-2-[2-(3,4-dimethoxy-phenyl)-acetylamino]-4-oxo-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-2-[(naphthalen-2-carbonyl)-amino]-4-oxo-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-[(pyridin-4-carbonyl)-amino]-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(2-phenoxy-acetylamino)-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-2-(4-methyl-benzoylamino)-4-oxo-buttersäure; 2-[4-(4-Bromo-phenyl)-butyrylamino]-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure; 2-(2-Benzyloxy-acetylamino)-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure; 2-(4-Butyl-benzoylamino)-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure; 2-(4-Cyano-benzoylamino)-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure; 2-[(3-Chloro-thiophen-2-carbonyl)-amino]-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure; 2-(4-Butoxy-benzoylamino)-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure; 2-(4-Chloro-benzoylamino)-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(2,3,4,5,6-pentafluoro-benzoylamino)-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-2-[(furan-2-carbonyl)-amino]-4-oxo-buttersäure; 2-(4-Bromo-benzoylamino)-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-2-(4-fluoro-benzoylamino)-4-oxo-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-[(chinoxalin-2-carbonyl)-amino]-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-[(pyridin-2-carbonyl)-amino]-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-2-(4-methoxy-benzoylamino)-4-oxo-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-2-(3,4-dimethoxy-benzoylamino)-4-oxo-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(4-trifluoromethyl-benzoylamino)-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-[(thiophen-2-carbonyl)-amino]-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(2-thiophen-2-yl-acetylamino)-buttersäure; 2-[Benzo[1,3]dioxol-5-carbonyl)-amino]-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure; und 4-Dibenzofuran-2-yl-2-[(5-methyl-2-phenyl-2H-[1,2,3]triazol-4-carbonyl)-amino]-4-oxo-buttersäure.
Verbindung nach Anspruch 5, wobei R₅ ein
und R₈ ein C₁-C₁₀-Alkyl ist.
Verbindung nach Anspruch 15, ausgewählt aus (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(octanoyl-amino)-buttersäure; (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(dodecanoyl-amino)-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-2-diphenylacetylamino-4-oxo-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-2-(2,2-dimethyl-pentanoylamino)-4-oxo-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-pentadecafluoro-octanoylamino)-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(2-phenoxy-propionylamino)-buttersäure; 4-Dibenzofuran-2-yl-2-heptanoylamino-4-oxo-buttersäure; oder 4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(2-phenylbutyrylamino)-buttersäure.
Verbindung nach Anspruch 5, wobei R₅ ein
und R₈ ein -(CH₂)_0-6-Aryl ist.
Verbindung nach Anspruch 17, welche (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-2-[3-(2,6-diisopropyl-phenyl)-ureido]-4-oxo-buttersäure ist.
Verbindung nach Anspruch 5, wobei R₅ ein S(O)_1oder2-C₁-C₂₀-Alkyl ist.
Verbindung nach Anspruch 19, welche (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-methansulfonylamino-buttersäure ist.
Verbindung nach Anspruch 5, wobei R₅ ein S(O)_1oder2-Aryl ist.
Verbindung nach Anspruch 21, welche (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(4-methylphenylsulfonylamino)-buttersäure ist.
Verbindung nach Anspruch 5, wobei R₅ ein
und R₈ ein (CH₂)_0-6-(O der S)_0-1-Cycloalkyl ist.
Verbindung nach Anspruch 23, ausgewählt aus 2-[Adamantan-1-carbonyl)-amino]-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure; 2-(Cyclopropancarbonyl-amino)-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure; 2-(Cyclopentancarbonyl-amino)-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure; und 2-(Cyclohexancarbonyl-amino)-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure.
Verbindung nach Anspruch 5, wobei R₅ ein
und R₈ ein C₂-C₂₀-Alkenyl ist.
Verbindung nach Anspruch 25, welche 4-Dibenzofuran-2-yl-4-oxo-2-(3-phenyl-acryloylamino)-buttersäure ist.
Verbindung nach Anspruch 3, welche (S)-2-Benzoylamino-4-dibenzofuran-2-yl-4-oxo-buttersäure ist.
Verbindung nach Anspruch 1, wobei X ein NCH ist.
Verbindung nach Anspruch 28, welche (S)-4-Dibenzofuran-2-yl-4-hydroxyimino-2-(2,2,2-trifluoroacetylamino)-buttersäure ist.
Verbindung nach Anspruch 1, wobei X ein S ist.
Verbindung nach Anspruch 30, welche 2-N-Methylbutyrylamino-4-(6-chlorodibenzofuran-2-yl)-4-thioxo-buttersäure ist.
Verbindung nach Anspruch 1, wobei Y ein -CH₂- ist.
Verbindung nach Anspruch 32, wobei X ein O ist.
Verbindung nach Anspruch 33, welche (S)-4-(9H-Fluoren-2-yl)-4-oxo-2-(2,2,2-trifluoroacetylamino)-buttersäure ist.
Verbindung nach Anspruch 1, wobei Y ein -NH- ist.
Verbindung nach Anspruch 35, wobei X ein -N-OH (Hydroxyimino) ist.
Verbindung nach Anspruch 36, welche 2-Amino-n-carbazol-2-yl-n-hydroxyimino-buttersäure ist.
Pharmazeutische Zusammensetzung, enthaltend eine Verbindung nach Anspruch 1, welche mit einem Verdünnungsmittel, Träger oder Hilfsstoff dafür vermischt ist.
Verwendung einer Matrix-Metalloproteinasen inhibierenden Menge einer Verbindung nach Anspruch 1 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Inhibition eines Matrix-Metalloproteinasenenzyms.
Verwendung einer Matrix-Metalloproteinasen inhibierenden Menge einer Verbindung nach Anspruch 1 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung der Arthritis.
Verwendung einer Matrix-Metalloproteinasen inhibierenden Menge einer Verbindung nach Anspruch 1 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung von Restenosen.
Verwendung einer Matrix-Metalloproteinasen inhibierenden Menge einer Verbindung nach Anspruch 1 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung der Multiplen Sklerose.
Verwendung einer Matrix-Metalloproteinasen inhibierenden Menge einer Verbindung nach Anspruch 1 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung von atherosklerotischen Plaque-Rupturen.
Verwendung einer Matrix-Metalloproteinasen inhibierenden Menge einer Verbindung nach Anspruch 1 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung von Aortaaneurysmen.
Verwendung einer Matrix-Metalloproteinasen inhibierenden Menge einer Verbindung nach Anspruch 1 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung von Herzinsuffizienz.
Verwendung einer Matrix-Metalloproteinasen inhibierenden Menge einer Verbindung nach Anspruch 1 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung von periodontalen Erkrankungen.
Verwendung einer Matrix-Metalloproteinasen inhibierenden Menge einer Verbindung nach Anspruch 1 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Förderung der Wundheilung.