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Die vorliegende Erfindung betrifft
dikationische Dibenzothiophene und deren Verwendung zur Behandlung
von Pneumocystis-carinii-Pneumonie.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Für
eine Anzahl aromatischer Diamidine ist gezeigt worden, dass sie
an die kleine Furche der DNA binden und nutzbare antimikrobielle
Aktivität
zeigen. Es sind verschiedene Hypothesen zur antimikrobiellen Wirkungsweise
der Arylamidine vorgeschlagen worden. Jedoch wachsen die Hinweise
dafür,
dass diese Verbindungen durch Komplexbildung mit DNA und nachfolgende
selektive Hemmung von DNA-abhängigen mikrobiellen
Enzymen wirken. Der Eingriff in die Transkriptionskontrolle ist
nachgewiesen worden und scheint eine plausible Wirkungsweise für strukturell
verschiedene, an die kleine Furche Bindende zu sein. (B. P. Das,; D.
W. Boykin, J. Med. Chem. 1977, 20, 531–536; D. W. Boykin et al.,
J. Med. Chem. 1995, 36, 912–916;
A. Kumar et al., Eur. J. Med. Chem. 1996, 31, 767–773; R.
J. Lombardy et al., J. Med. Chem., 1996, 31, 912–916; R. R. Tidwell et al.,
Antimicrob. Agents Chemother. 1993, 37, 1713–1716; R. R. Tidwell, C. A.
Bell, Pentamidine and Related Compounds in Treatment of Pneumocystis
carinii Infection, in Pneumocystis carinii, Ed Marcel Decker; New
York, 1993, 561–583;
D. Henderson, L. H. Hurley, Nature Med. 1995, 1, 525–527; J.
Mote Jr. et al., J. Mol. Biol., 1994, 226, 725–737; D. W. Boykin et al. J.
Med. Chem., 1998, 41, 124–129).
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Die PCT-Anmeldung Nr. WO96/40117
(19. Dezember 1996) beschreibt dikationische, substituierte Carbazole
und deren Verwendung zur Behandlung von Pneumocystis-carinii-Pneumonie (PCP),
Cryptococcus neoformans, Cryptosporidium parvum und Candida albicans.
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J. Moffat, J. Chem. Soc. 1951, 625–626, beschreibt
3,6-Diamidinodibenzofuran und dessen Verwendung bei der Behandlungvon
als Trypanozid.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein erster Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist eine Verbindung, mit der Formel:
worin:
R
1,
R
2, R
3 und R
4 jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind
aus der Gruppe bestehend aus H, C
1-C
6-Alkyl, Oxyalkyl, Aryl, Alkylaryl, Aminoalkyl,
Aminoaryl, Oxyaryl, Oxyarylalkyl oder Halogen;
A und B jeweils
ausgewählt
sind aus der Gruppe bestehend aus H, C
1-C
6-Alkyl, Oxyalkyl und der Amidingruppe (II)
wobei wenigstens eine der
Gruppen A und B die Amidingruppe (II) enthält,
worin:
jedes
R
5 unabhängig
ausgewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus H, Hydroxy, C
1-C
6-Alkyl, Alkoxyalkyl, Hydroxyalkyl, Aminoalkyl,
Alkylaminoalkyl, Cycloalkyl, Aryl oder Alkylaryl oder zwei R
5-Gruppen zusammen C
2- bis
C
10-Alkyl,
-Hydroxyalkyl oder -Alkylen darstellen und
R
6 H,
Hydroxy, C
1-C
6-Alkyl,
Alkoxyalkyl, Hydroxyalkyl, Aminoalkyl, Alkylamino, Alkylaminoalkyl,
Cycloalkyl, Hydroxycycloalkyl, Alkoxycycloalkyl, Aryl oder Alkylaryl
ist;
oder deren pharmazeutisch verträgliches Salz.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist eine Verbindung der Formel I zur Verwendung als Medikament
zur Behandlung von Pneumocystis-carinii-Pneumonie, bei einem Subjekt,
das eine solche Behandlung benötigt,
worin:
R
1,
R
2, R
3 und R
4 jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind
aus der Gruppe bestehend aus H, C
1-C
6-Alkyl, Oxyalkyl, Aryl, Alkylaryl, Aminoalkyl,
Aminoaryl, Oxyaryl, Oxyarylalkyl oder Halogen;
A und B jeweils
ausgewählt
sind aus der Gruppe bestehend aus H, C
1-C
6-Alkyl, Oxyalkyl und der Amidingruppe (II)
wobei wenigstens eine der
Gruppen A und B die Amidingruppe (II) enthält,
worin:
jedes
R
5 unabhängig
ausgewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus H, Hydroxy, C
1-C
6-Alkyl, Alkoxyalkyl, Hydroxyalkyl, Aminoalkyl,
Alkylaminoalkyl, Cycloalkyl, Aryl oder Alkylaryl oder zwei R
5-Gruppen zusammen C
2- bis
C
10-Alkyl,
-Hydroxyalkyl oder -Alkylen darstellen und
R
6 H,
Hydroxy, C
1-C
6-Alkyl,
Alkoxyalkyl, Hydroxyalkyl, Aminoalkyl, Alkylamino, Alkylaminoalkyl,
Cycloalkyl, Hydroxycycloalkyl, Alkoxycycloalkyl, Aryl oder Alkylaryl
ist;
oder deren pharmazeutisch verträgliches Salz.
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Ein dritter Aspekt der vorliegenden
Erfindung sieht die Verwendung einer Verbindung der Formel (I) zur
Herstellung eines Medikaments zur Behandlung von Pneumocystis-carinii-Pneumonie
bei einem Subjekt vor, das eine solche Behandlung benötigt,
worin:
R
1,
R
2, R
3 und R
4 jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind
aus der Gruppe bestehend aus H, C
1-C
6-Alkyl, Oxyalkyl, Aryl, Alkylaryl, Aminoalkyl,
Aminoaryl, Oxyaryl, Oxyarylalkyl oder Halogen;
A und B jeweils
ausgewählt
sind aus der Gruppe bestehend aus H, C
1-C
6-Alkyl, Oxyalkyl und der Amidingruppe (II)
wobei wenigstens eine der
Gruppen A und B die Amidingruppe (II) enthält,
worin:
jedes
R
5 unabhängig
ausgewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus H, Hydroxy, C
1-C
6-Alkyl, Alkoxyalkyl, Hydroxyalkyl, Aminoalkyl,
Alkylaminoalkyl, Cycloalkyl, Aryl oder Alkylaryl oder zwei R
5-Gruppen zusammen C
2- bis
C
10-Alkyl,
-Hydroxyalkyl oder -Alkylen darstellen und
R
6 H,
Hydroxy, C
1-C
6-Alkyl,
Alkoxyalkyl, Hydroxyalkyl, Aminoalkyl, Alkylamino, Alkylaminoalkyl,
Cycloalkyl, Hydroxycycloalkyl, Alkoxycycloalkyl, Aryl oder Alkylaryl
ist;
oder deren pharmazeutisch verträgliches Salz.
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Die vorangehenden und andere Gegenstände und
Aspekte der vorliegenden Erfindung werden in der unten dargelegten
Beschreibung detailliert erklärt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Der Begriff "niedriges Alkyl", wie er hierin verwendet wird, betrifft
lineares oder verzweigtes C1-C6-Alkyl wie
Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, sec-Butyl, iso-Butyl, tert-Butyl,
Pentyl, Isopentyl und Hexyl. Isoalkylgruppen wie Isopropyl, Isobutyl,
Isopentyl und dergleichen sind gegenwärtig bevorzugt. Der Begriff "niedriges Alkoxy" oder "Oxyalkyl", wie er hierin verwendet
wird, betrifft lineares oder verzweigtes C1-C6-Alkoxy wie Methoxy, Ethoxy, Propyloxy,
Butyloxy, Isopropyloxy und t-Butyloxy.
Methoxy ist gegenwärtig
bevorzugt.
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Wie oben vermerkt, sind die erfindungsgemäßen Verfahren
zur Behandlung von Pneumocystis-carinii-Pneumonie geeignet. Die
erfindungsgemäßen Verfahren
sind deshalb zur Behandlung dieser Zustände geeignet, da sie die Entstehung,
das Wachstum oder die Verbreitung des Zustandes hemmen, den Rückgang des
Zustands bewirken, den Zustand heilen oder anderweitig das allgemeine
Wohlbefinden eines Subjekts verbessern, das an dem Zustand leidet
oder bei dem das Risiko besteht, an dem Zustand zu erkranken.
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In einer Ausführungsform des Vorangehenden
sind A und B jeweils:
worin:
R
1 H
ist, R
2 H oder niedriges Alkyl ist, R
3 H ist, R
4 H ist,
R
5 H ist und R
6 Isoalkyl
ist; und deren pharmazeutisch verträgliche Salze.
-
In einer anderen Ausführungsform
des Vorangehenden sind A und B jeweils:
worin:
R
1 H
ist, R
2 H ist, R
3 H
ist, R
4 H ist, R
5 H
ist und R
6 C
3-C
8-Alkoxyalkyl ist; und deren pharmazeutisch
verträgliche Salze.
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In einer anderen Ausführungsform
des Vorangehenden sind A und B jeweils:
worin:
R
1 H
ist, R
2 H oder niedriges Alkyl ist, R
3 H ist, R
4 H ist,
R
5 H ist und R
6 Alkylhydroxy
ist; und deren pharmazeutisch verträgliche Salze.
-
In einer anderen Ausführungsform
des Vorangehenden sind A und B jeweils:
worin:
R
1 H
ist, R
2 H oder niedriges Alkyl ist, R
3 H ist, R
4 H ist,
R
5 H ist und R
6 Propoxyethyl
ist; und deren pharmazeutisch verträgliche Salze.
-
In einer anderen Ausführungsform
des Vorangehenden sind A und B jeweils:
worin:
R
1 H
ist, R
2 H oder niedriges Alkyl ist, R
3 H ist, R
4 H ist,
R
5 H ist und R
6 Propoxyisopropyl
ist; und deren pharmazeutisch verträgliche Salze.
-
In einer anderen Ausführungsform
sind A und B jeweils:
worin:
R
1 H
ist, R
2 H oder niedriges Alkyl ist, R
3 H ist, R
4 H ist,
R
5 H ist und R
6 Aryl
oder Alkylaryl ist; und deren pharmazeutisch verträgliche Salze.
-
In einer anderen Ausführungsform
sind A und B jeweils:
worin:
R
1 H
ist, R
2 H oder niedriges Alkyl ist, R
3 H ist, R
4 H ist,
R
5 H ist und R
6 Alkylcycloalkyl
ist; und deren pharmazeutisch verträgliche Salze.
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Die durch die erfindungsgemäßen Verfahren
zu behandelnden Subjekte sind gewöhnlich menschliche Subjekte,
obwohl die erfindungsgemäßen Verfahren
bei jedem, einem Durchschnittsfachmann bekannten, geeigneten Subjekt
anwendbar sein können.
Wie oben erwähnt,
stellt die vorliegende Erfindung pharmazeutische Zubereitungen bereit,
welche die oben genannten Verbindungen der Formel (I) oder deren
pharmazeutisch verträgliche
Salze, in pharmazeutisch verträglichen
Trägern
für aerosole,
orale und parenterale Verabreichung umfassen, wie unten detaillierter
erläutert
wird. Die vorliegende Erfindung stellt auch solche Verbindungen
oder deren Salze bereit, welche gefriergetrocknet worden sind und
welche rekonstituiert werden können, um
pharmazeutisch verträgliche
Zubereitungen zur Verabreichung, wie durch intravenöse oder
intramuskuläre Injektion,
zu bilden.
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Die therapeutisch wirksame Dosierung
einer jeden spezifischen Verbindung, deren Verwendung im Bereich
der vorliegenden Erfindung liegt, wird von Verbindung zu Verbindung
und Patient zu Patient etwas variieren und wird vom Zustand des
Patienten und dem Verabreichungsweg abhängen. Als allgemeinen Vorschlag
kann man sagen, dass eine Dosierung von ungefähr 0,1 bis ungefähr 50 mg/kg
therapeutische Wirksamkeit haben wird, wobei potentiell noch höhere Dosierungen
für die
orale und/oder aerosole Verabreichung verwendet werden können. Bedenken
wegen der Toxizität
bei höheren
Niveaus können
die intravenösen
Dosierungen auf ein niedrigeres Niveau, wie auf bis zu ungefähr 10 mg/kg,
begrenzen, wobei alle Gewichte basierend auf dem Gewicht der aktiven
Base berechnet wurden, einschließlich der Fälle, bei denen ein Salz verwendet
wurde. Typischerweise wird eine Dosierung von ungefähr 0,5 mg/kg
bis ungefähr
5 mg/kg für
die intravenöse
oder intramuskuläre
Verabreichung verwendet werden. Eine Dosierung von ungefähr 10 mg/kg
bis ungefähr
50 mg/kg kann für
die orale Verabreichung verwendet werden. Die Dauer der Behandlung
ist gewöhnlich
einmal pro Tag für
einen Zeitraum von zwei bis drei Wochen oder bis der Zustand im
Wesentlichen unter Kontrolle ist. Niedrigere Dosen, die weniger
häufig
gegeben werden, können
verwendet werden, um das Auftreten oder das erneute Auftreten der
Infektion zu verhindern oder zu reduzieren.
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In Übereinstimmung mit dem vorliegenden
Verfahren können
eine Verbindung der Formel (I) oder deren pharmazeutisch verträgliches
Salz oral oder durch Inhalation als Feststoff verabreicht werden
oder sie können
intramuskulär
oder intravenös
als Lösung,
Suspension oder Emulsion verabreicht werden. Alternativ können die
Verbindung oder das Salz auch durch Inhalation, intravenös oder intramuskulär als liposomale
Suspension verabreicht werden. Wenn durch Inhalation verabreicht,
sollten die Verbindung oder das Salz in Form einer Vielzahl fester
Partikel oder Tröpfchen
vorliegen, welche eine Teilchengröße von ungefähr 0,5 bis
ungefähr
5 Mikron, bevorzugt von ungefähr
1 bis ungefähr
2 Mikron, besitzen.
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Neben der Bereitstellung eines Verfahrens
zur Behandlung von Pneumocystis-carinii-Pneumonie stellen die Ver bindungen
der Formel (I) auch ein Verfahren zur Prophylaxe gegen Pneumocystis-carinii-Pneumonie
bei einem abwehrgeschwächten
Patienten bereit, wie einem, der an AIDS leidet, welcher wenigstens
eine Episode von Pneumocystiscarinii-Pneumonie hatte, aber zur Zeit
der Behandlung keine Anzeichen von Pneumonie zeigt. Da Pneumocystiscarinii-Pneumonie
eine potentiell besonders verheerende Krankheit für abwehrgeschwächte Patienten
ist, ist es im Vergleich zur Behandlung der Krankheit, nachdem sie
symptomatisch geworden ist, bevorzugt, das Ausbrechen von Pneumocystis-carinii-Pneumonie
zu vermeiden. Demgemäss
stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Prophylaxe gegen
Pneumocystis-carinii-Pneumonie bereit, welches die Verabreichung
einer prophylaktisch wirksamen Menge einer Verbindung der Formel
(I) oder deren pharmazeutisch verträglichen Salzes an einen Patienten
umfasst. Die Verabreichungsformen der Verbindung oder des Salzes,
in Übereinstimmung
mit diesem Verfahren, können
die gleichen sein, wie sie für
den Zweck der eigentlichen Behandlung eines Patienten angewendet
werden, der an Pneumocystis-carinii-Pneumonie leidet.
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Ein zusätzlich nützlicher Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zur Prophylaxe gegen sogar eine Anfangsepisode
von Pneumocystis-carinii-Pneumonie bei einem abwehrgeschwächten Patienten, der
noch nie eine Episode von Pneumocystis-carinii-Pneumonie durchlebt
hat. Unter diesem Gesichtspunkt kann ein Patient, der als abwehrgeschwächt diagnostiziert
wurde, wie einer, der an AIDS oder ARC (AIDS-Related-Complex) leidet,
noch vor dem Ausbrechen einer Anfangsepisode von Pneumocystis-carinii-Pneumonie, das Erleiden
der Infektion vermeiden oder verzögern, indem ihm eine prophylaktisch
wirksame Menge einer Verbindung der Formel (I) oder deren pharmazeutisch
verträglichen
Salzes verabreicht wird. Die Verbindung oder das Salz können in
der gleichen Art verabreicht wer den, wie bei der Behandlung von
Patienten, die an Pneumocystis-carinii-Pneumonie leiden.
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Die vorliegende Erfindung stellt
auch neue pharmazeutische Zusammensetzungen bereit, die zur intravenösen oder
intramuskulären
Injektion geeignet sind. Die pharmazeutischen Zusammensetzungen
umfassen eine Verbindung der Formel (I) oder deren pharmazeutisch
verträgliches
Salz in irgendeinem pharmazeutisch verträglichen Träger. Wenn eine Lösung gewünscht wird,
ist Wasser hinsichtlich wasserlöslicher
Verbindungen oder Salze der Träger
der Wahl. Hinsichtlich der wasserunlöslichen Verbindungen oder Salze
kann ein organischer Vermittler, wie Glycerin, Propylenglykol, Polyethylenglykol
oder deren Mischungen, geeignet sein. In letzterem Fall kann der
organische Vermittler eine wesentliche Menge Wasser enthalten. Die
Lösung
kann dann in beiden Fällen
in jeder geeigneten Art, bevorzugt durch Filtration durch einen
0,22 Mikron Filter, sterilisiert werden. Der Sterilisierung folgend
kann die Lösung
in geeignete Aufnahmen, wie pyrogenfreie Glasviolen, gefüllt werden.
Natürlich
sollte die Befüllung
durch ein antiseptisches Verfahren durchgeführt werden. Es können dann
sterilisierte Verschlüsse
auf die Ampullen gesetzt werden und, wenn gewünscht, kann der Ampulleninhalt
gefriergetrocknet werden.
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Zusätzlich zu Verbindungen der
Formel (I) oder deren Salze können
die pharmazeutischen Zusammensetzungen andere Zusatzstoffe, wie
Zusatzstoffe zur pH-Einstellung, enthalten. Insbesondere geeignete Zusatzstoffe
zur pH-Einstellung
schließen
Säuren,
wie Chlorwasserstoffsäure,
Basen oder Puffer, wie Natriumlactat, Natriumacetat, Natriumphosphat,
Natriumcitrat, Natriumborat oder Natriumglukonat, ein. Weiterhin
können
die Zusammensetzungen antimikrobielle Konservierungsmittel enthalten.
Geeignete antimikrobielle Konservierungsmittel schließen Methylparaben,
Propylparaben und Benzylalkohol ein. Das Konser vierungsmittel gegen
mikrobielle Verunreinigungen wird typischerweise verwendet, wenn
die Zubereitung in einer Ampulle platziert wird, die für die Multidosis-Verwendung
ausgestaltet ist. Wie angegeben, können die erfindungsgemäßen pharmazeutischen
Zusammensetzungen natürlich,
unter Verwendung von im Stand der Technik wohlbekannten Verfahren,
gefriergetrocknet werden.
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In einem noch anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird eine injizierbare, stabile, sterile
Zusammensetzung bereitgestellt, welche eine Verbindung der Formel
(I) oder deren Salz, in einer Einheitsdosisform in einem geschlossenen
Behälter
umfasst. Die Verbindung oder das Salz wird in Form eines Lyophilisats bereitgestellt,
das wieder mit einem geeigneten pharmazeutisch verträglichen
Träger
rekonstituiert werden kann, um eine flüssige Zusammensetzung bereitzustellen,
welche für
die Injektion beim Menschen geeignet ist. Die Einheitsdosisform
umfasst typischerweise von ungefähr
10 mg bis ungefähr
10 Gramm der Verbindung oder des Salzes. Wenn die Verbindung oder
das Salz im Wesentlichen wasserunlöslich sind, kann eine ausreichende
Menge eines Emulgators, der physiologisch verträglich ist, in einer Menge verwendet
werden, die ausreichend ist, die Verbindung oder das Salz in einem
wässrigen
Träger
zu emulgieren. Ein solcher geeigneter Emulgator ist Phosphatidylcholin.
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Andere pharmazeutische Zusammensetzungen
können
aus den Verbindungen der Formel (I) oder deren Salzen hergestellt
werden, wie wasserbasierte Emulsionen. In einem solchen Fall wird
die Zusammensetzung eine ausreichende Menge eines pharmazeutisch
verträglichen
Emulgators enthalten, um die gewünschte Menge
der Verbindung der Formel (I) oder deren Salz zu emulgieren. Insbesondere
geeignete Emulgatoren schließen
Phosphatidylcholin und Lecithin ein.
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Weiterhin stellt die vorliegende
Erfindung liposomale Zubereitungen der Verbindungen der Formel (I) und
deren Salze bereit. Die Technologie zur Bildung liposomaler Suspensionen
ist im Stand der Technik wohlbekannt. Wenn die Verbindung der Formel
(I) oder deren Salz ein wasserlösliches
Salz ist, kann unter Verwendung konventioneller Liposom-Technologie
dieselbe in Lipidvesikel inkorporiert werden. In einem solchen Fall, aufgrund
der Wasserlöslichkeit
der Verbindung oder des Salzes, werden die Verbindung oder das Salz
im Wesentlichen in das hydrophile Zentrum oder den Kern der Liposome
geschleppt. Die verwendete Lipidschicht kann aus jeder konventionellen
Zusammensetzung bestehen und kann entweder Cholesterin enthalten
oder cholesterinfrei sein. Wenn die interessierende Verbindung oder
das Salz wasserunlöslich
sind, kann, wiederum unter Anwendung konventioneller Techniken zur
Bildung von Liposomen, das Salz im Wesentlichen in die hydrophobe
Lipid-Doppelschicht eingeschleppt werden, welche die Struktur des
Liposoms bildet. In beiden Fällen
können
die erzeugten Liposome in ihrer Größe reduziert werden, wie durch
die Verwendung von Ultraschall- und Homogenisierungs-Standardverfahren.
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Natürlich können die liposomale Zubereitung
der Verbindungen der Formel (I) oder derer Salze gefriergetrocknet
werden, um Lyophilisate herzustellen, welche mit einem pharmazeutisch
verträglichen
Träger,
wie Wasser, rekonstituiert werden können, um eine liposomale Suspension
zurückzubilden.
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Es werden auch pharmazeutische Zubereitungen
bereitgestellt, welche zur Verabreichung als Aerosol, durch Inhalation,
geeignet sind. Diese Zubereitungen umfassen eine Lösung oder
Suspension der gewünschten
Verbindung der Formel (I) oder deren Salzes oder eine Vielzahl fester
Partikel der Verbindung oder des Salzes. Die gewünschte Zubereitung kann in
eine kleine Kammer platziert und zerstäubt werden. Die Zerstäubung kann
auch durch Druckluft oder durch Ultraschallenergie durchgeführt werden,
um eine Vielzahl von flüssigen
Tröpfchen
oder festen Partikeln zu bilden, welche die Verbindungen oder Salze
umfassen. Die flüssigen Tröpfchen oder
festen Partikel sollten eine Teilchengröße im Bereich von ungefähr 0,5 bis
ungefähr
5 Mikron besitzen. Die festen Partikel können durch die Verarbeitung
der festen Verbindung der Formel (I) oder deren Salze, in jeglicher,
im Stand der Technik bekannten, geeigneten Art, wie zum Beispiel
durch Mikronisierung, erhalten werden. Am stärksten bevorzugt wird die Größe der festen
Partikel oder Tröpfchen
von ungefähr
1 bis ungefähr
2 Mikron sein. Insoweit sind kommerzielle Zerstäuber erhältlich, um diesen Zweck zu
erfüllen.
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Wenn die für die Verabreichung als Aerosol
geeignete pharmazeutische Zubereitung in Form einer Flüssigkeit
vorliegt, ist es bevorzugt, dass die Zubereitung eine wasserlösliche Verbindung
der Formel (I) oder deren Salz in einem Träger umfasst, der Wasser enthält. Es kann
ein Oberflächenaktivstoff
anwesend sein, welcher die Oberflächenspannung der Zubereitung
ausreichend erniedrigt, wenn sie der Zerstäubung unterworfen wird, um
zur Bildung von Tröpfchen
innerhalb des gewünschten
Größenbereichs
zu führen.
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Wie angegeben, stellt die vorliegende
Erfindung sowohl wasserlösliche
als auch wasserunlösliche Verbindungen
und Salze bereit. Wie in der vorliegenden Beschreibung verwendet,
soll der Begriff "wasserlöslich" jede Zusammensetzung
definieren, welche in einer Menge von ungefähr 50 mg/ml oder mehr in Wasser löslich ist.
Wie auch in der vorliegenden Beschreibung verwendet, soll der Begriff "wasserunlöslich" jede Zusammensetzung
definieren, welche in Wasser eine Löslichkeit von weniger als ungefähr 20 mg/ml
besitzt. Für bestimmte
Anwendungen können
wasserlösliche
Verbindungen oder Salze wünschenswert
sein, wohingegen für
andere Anwendungen wasserunlösliche Verbindungen
oder Salze gleichermaßen
wünschenswert
sein können.
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Wie angegeben, können die in der vorliegenden
Erfindung verwendeten Verbindungen als pharmazeutisch verträgliche Salze
vorliegen. Solche Salze schließen
die Glukonat-, Lactat-, Acetat-, Tartrat-, Citrat-, Phosphat-, Borat-,
Nitrat-, Sulfat- und Hydrochloridsalze ein.
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Die erfindungsgemäßen Salze können allgemein durch Umsetzung
zweier Äquivalente
der Basenverbindung mit der gewünschten
Säure in
Lösung
hergestellt werden. Nachdem die Umsetzung vollständig ist, werden die Salze
aus der Lösung
durch Zugabe einer geeigneten Menge Lösemittel, in welchem das Salz
unlöslich
ist, kristallisiert.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind nicht
nur für
Verfahren zur Behandlung von Pneumocystis-carinii-Pneumonie geeignet,
sondern auch für
Verfahren zur Hemmung von Enzymen wie Topoisomerase. Die Verbindungen
der Formel (I) sind insbesondere zur Hemmung von Topoisomerase-II
geeignet. Siehe S. Doucc-Racy et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA
83: 7152 (1986).
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Die vorliegende Erfindung wird in
den folgenden, nicht begrenzenden Beispielen noch detaillierter
erklärt.
Die Verbindungen sind nummeriert und werden in jedem Beispiel separat
beschrieben.
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BEISPIEL 1
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Synthese und Anti-Pneumocystis-carinii-Pneumonie-Aktivität neuer
dikationischer Dibenzothiophene
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Dieses Beispiel untersucht die Anti-PCP-Aktivität dikationischer
Dibenzothiophene. Verschiedene Verbindungen zeigten starke Anti-PCP-Aktivität, wenn
sie intravenös
verabreicht wurden und ein Diamidoxim zeigte orale Aktivität.
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A. Chemie
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Die kationischen 2,8-bis-Dibenzothiophene
wurden aus Dibenzothiophen hergestellt (Schema 1). Dibenzothiophen
wurde nach einem bekannten Verfahren bromiert (E. Campaigne, J.
Ashby, J. Heterocyclic Chem. 1969, 6, 517–522) und das 2,8-Dibromintermediat
wurde einer Cyanodebrominierung unterworfen, um das Dintril 10 zu
ergeben. (R. B. DuVernet et al., J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 2457–2464).
Die Verbindungen 1–4
wurden durch Standard-Pinnersynthesen
(D. A. Patrick et al., Eur. J. Med. Chem. 1997, 32, 781–793; R. R.
Tidwell et al., J. Med. Chem. 1990, 33, 1252–1257; A. Pinner, F. Klein,
Chem. Ber. 1877, 10, 1889–1897;
A. Pinner, F. Klein, Chem. Ber. 1878, 11, 4–11; A. Pinner, Chem. Ber.,
1883, 16, 352–363)
aus 10 hergestellt. Die Pinner-Synthese wurde für die Amidoxime 3 und 4 wegen
früherer
Erfahrungen mit Carbazol- und
Dibenzofuran-Analogen gewählt,
welche nicht durch direkte Reaktion der Nitril-Vorstufen mit Hydroxylamin
hergestellt werden konnten (B. Clement et al., Drug Res. 1985, 35
(II), 1009–1014).
Das Hemimaleatsalz 3 wurde ursprünglich
hergestellt, weil für
das Hydrochloridsalz 4 vorhergesagt wurde, dass es begrenzte Wasserlöslichkeit
hat. Überraschenderweise
ergab die Behandlung der freien Base von 3 mit einem Überschuss
an Maleinsäure
eher das Monohemimaleatsalz als das erwartete Dihemimaleat. Das
Dihydrochloridsalz 4 erwies sich jedoch als ausreichend wasserlöslich für das PCP-Assay.
Das Imidazolin 5 wurde zweckmäßigerweise
durch die schlichte Verschmelzung des Dintrils 10 mit einer Mischung
aus Ethylendiamin und Ethylendiaminhydrochlorid bei 300°C hergestellt.
-
-
Es wurde vorhergesagt, dass Sulfon-Analoge
der Dibenzothiophen-Dikationen stärker wasserlöslich sein
würden,
als die korrespondierenden Dibenzothiophene, weshalb das repräsentative
Sulfon 6 hergestellt wurde. Als zweckdienlichstes Verfahren zur
Herstellung von 6 erwies sich die Oxidation von 5. Verbindung 10 (R.
B. DuVernet et al., J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 2457–2464) und
ihre Dibrom- Vorstufe
(E. Campaigne, J. Ashy, J. Heterocyclic Chem. 1969, 6, 517–522) wurden
erfolgreich zu den korrespondierenden Sulfonen (in 77 beziehungsweise
90% Ausbeute), unter Verwendung von 30%-igem Wasserstoffperoxid
in Essigsäure,
oxidiert (H. Gilman, D. L. Esman, J. Org. Chem. 1954, 76, 5786–5787; O.
Kruber, Chem. Ber. 1920, 53, 1566–1567). Jedoch haben sich diese
Intermediate als extrem unlöslich
in organischen Lösemitteln
erwiesen. Ein Ansatz der Pinnersynthese, ausgehend vom Sulfon-Analogen
von 10 das gewünschte
Amidin zu ergeben, schlug fehl. Die Wasserstoffperoxid-Oxidation
von 5 in Essigsäure
verlief schleppend, vermutlich aufgrund der geringen Löslichkeit
des Ausgangsmaterials in Essigsäure.
Die Oxidation von 5 zu 6 schritt gut voran, wenn Trifluoressigsäure anstelle
von Essigsäure
verwendet wurde. Das resultierende Ditrifluoracetatsalz wurde unter
Verwendung von Natriumhydroxid in die freie Base und dann unter
Verwendung von ethanolischer HCl in das Dihydrochloridsalz überführt.
-
Die Herstellung der 3,7-Dikationen
7–9 war
weniger direkt. Die Literatur stellt wenig Erkenntnis über Ringschlussreaktionen
bereit, welche Dibenzothiophene mit Substituenten an den gewünschten
Stellen ergeben. Ein anderer Ansatz würde elektrophile Substitution
(an den Positionen 3 und 7) des Sulfon- oder Sulfoxidderivats des
Dibenzothiophens einschließen.
Das Dibrom-Intermediat 13 ist durch die Dibromierung des Dibenzothiophensulfons
(0. Kruber, Chem. Ber. 1920, 53, 1566–1567; N. M. Cullinane et al.,
J. Chem. Soc. 1936, 1435–1437)
gefolgt von der Lithiumaluminiumhydrid-Reduktion des Sulfon-Anteils
(R. Gerdil, E. A. C. Lucken, J. Am. Chem. Soc. 1965, 87,) hergestellt
worden. Beide aufgeführten
Verfahren haben sich als schwer reproduzierbar erwiesen. Der Bromierungsschritt,
welcher das Erhitzen unter Rückfluss
in reinem Brom erfordert, resultierte in einer Mischung aus Mono-
und Dibromprodukten, deren Trennung durch ihre schlechte Löslichkeit
behindert wurde. Die Hydridredukti on resultierte in einer Kombination
aus Deoxygenierungs- und
Debromierungsprodukten. Deshalb wurde der Sulfon-Ansatz zugunsten des Sulfoxid-Ansatzes
fallen gelassen, da Sulfoxide dafür bekannt sind, dass sie der
Substitution und Reduktion unter milderen Bedingungen unterworfen
werden können
(R. K. Brown et al., J. Org. Chem. 1952, 74, 1165–1167).
Der Oxidationsversuch von Dibenzothiophen durch ein bekanntes Chlorierungs-Hydrolyse-Verfahren
(R. K. Brown et al., J. Org. Chem. 1948, 70, 1748–1749) resultierte
in 2,8-Dichlordibenzothiophen. Dibenzothiophensulfoxid wurde erfolgreich durch
die Cerammoniumnitrat-Oxidation
von Dibenzothiophen hergestellt (T.-L. Ho, C. M. Wong; Synthesis 1972,
561–562).
Es schien in der Literatur keinen Hinweis auf die direkte Bromierung
von Dibenzothiophensulfoxid zu geben. Die versuchte Bromierung resultierte
unter Verwendung verschiedener Lösemittel
in keiner Umsetzung oder unter Verwendung von reinem Brom in einer
Produktmischung. Das Sulfoxid wurde durch ein bekanntes Verfahren
zum Intermediat 11 nitriert (R. K. Brown et al., J. Org. Chem. 1952,
74, 1165–1167).
Die selben Autoren berichteten von der Zinnchlorid-Reduktion von
11 zu 12 (isoliert als freie Base). Es stellt sich heraus, dass
diese Reaktion. schwer reproduzierbar war. Ein zweckdienlicheres
Verfahren war die mit Palladium katalysierte Hydrierung von 11 in
Ethanol, mit der Isolierung von 12 als Dihydrochloridsalz. Das beste
Verfahren um 14 aus 12 herzustellen lief über das Intermediat 13. Das
Dihydrochloridsalz 12 konnte leicht der Bis-Diazotierung mit Natriumnitrit in wässriger
HCl unterworfen werden und das Diazoniumsalz wurde mit einer Lösung aus
Kupfer(I)bromid in 48%-iger HBr umgesetzt, um das Dibrom-Intermediat
13 zu ergeben. Die Reaktion von 13 mit Kupfer(I)cyanid in 1-Methyl-2-pyrrolidinon
(R. B. DuVernet et al., J. Am Chem. Soc. 1978, 100, 2457–2464) ergab
Dintril 14. Das Dinitril wurde den Pinner-Standard bedingungen ausgesetzt,
um die 3,7-Diamidine 7–9
zu ergeben.
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B. Ergebnisse und Diskussion
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Aktivität gegen
P.-carinii-Pneumonie
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Die Aktivität der Verbindungen geben PCP
im Rattenmodell der Krankheit ist in Tabelle 1 gezeigt. Die Aktivität wird als
Prozent gezählter
Zysten im Vergleich von behandelten Gruppen zu unbehandelten Gruppen ausgedrückt. Alle
Verbindungen wurden im Anfangs-Screen durch Injektion in die Schwanzvene
in einer Dosis von 10 μg/kg/Tag
für 14
Tage gegeben. Die Test-Verbindungen wurden in ihrer Wirksamkeit
mit der Anti-PCP-Standardverbindung Pentamidin, bei der Hälfte der
Pentamidin-Dosis, verglichen. Bei drei der neun getesteten Verbindungen
wurde gefunden, dass sie stärker
wirksam als das Standard-Arzneimittel waren. Es war auch bemerkenswert,
dass keine der Verbindungen signifikante Toxizität im Rattenmodell bei der Screening-Dosis
(10 μmol/kg)
zeigte. Die Verbindungen 1, 2 und 8 erwiesen sich als hochwirksam
gegen den Organismus, mit einer Reduktion an Parasitenbefall von
mehr als 99%. Unter den 2,8-substituieren Derivaten waren das Diamidin
1 und das bis-N-Isopropylamidin 2 sehr wirksam. Eine Dosis-Wirkungs-Sudie
wurde mit Verbindung 2 durchgeführt.
Es wurde keine Toxizität
beobachtet, wenn die Dosis auf 5 μmol/kg
verringert wurde und bei 2,5 μmol/kg
wurde noch eine Reduktion des Parasitenbefalls von mehr als 99%
beobachtet. Das Diimidazolin 5 zeigte geringe Aktivität. Das Sulfon-Analoge
6 war inaktiv. Unter den 3,7-substituierten Verbindungen war das
bis-N-Isopropylamidin
8 sehr aktiv, während
das Diamidin 7 nur wenig aktiv war.
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Für
die Diamidoxime 3 und 4 wurde nachgewiesen, dass sie in vivo als
Prodrugs von 1 wirken. Sowohl das Hemimaleatsalz 3 als auch des
Dihydrochloridsalz 4 waren ungefähr
so aktiv wie Pentamidin, wenn sie intravenös gegeben wurden. Jedoch erwies
sich 4 als wesentlich weniger toxisch und etwas wirksamer als 3, wenn
die Prodrugs oral gegeben wurden. Das Diamidoxim 9 zeigte sich als
inaktiv, sowohl bei intravenöser
als auch bei oraler Verabreichung. Dieses Ergebnis wurde aufgrund
der sehr geringen Aktivität
des korrespondierenden Diamidins 7 erwartet.
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Die bemerkenswertesten Struktur-Aktivitäts-Betrachtungen ergeben
sich beim Vergleich der Anti-PCP-Aktivitäten der
Dibenzothiophene mit denen des Dibenzofurans und der Carbazole (D.
A. Patrick et al., Eur. J. Med. Chem. 1997, 32, 781–793; J.
E. Hall et al., Antimicrob. Agents Chemother. 1988, 42, 666–674). Die
Diamidoxime 3 und 4 erwiesen sich als oral bioverfügbare Prodrugs
von 1. Im Gegensatz dazu waren die Carbazoldiamidoxime inaktiv oder
nur wenig aktiv, auch wenn die korrespondierenden Amidine hochaktiv
waren. Die Aktivitäten
der Dibenzothiophene sind zu denen der Dibenzofurane qualitativ ähnlich,
aber die Dibenzothiophene sind etwas aktiver. Beide Gruppen zeigten
gute Aktivität
der 2,8- und 3,7-bis-N-Isopropylamidine und der 2,8-Diamidine. Beide
Gruppen zeigten reduzierte Aktivität oder einen Mangel an Aktivität bei den
Diimidazolinen und den 3,7-Diamidinen. Im Gegensatz dazu waren die
3,6- und 2,7-Diimidazolin- und
die 2,7-Diamidincarbazole hochaktiv. Eine andere bemerkenswerte
Beobachtung war die verringerte Aktivität, die aus dem Ersatz des Dibenzothiophen-Schwefelatoms
gegen eine Sulfongruppe, resultiert.
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Tabelle
1. Aktivität
gegen Pneumocystis-carinii-Pneumonie (PCT) durch neue dikationische
Dibenzothiophene.
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DNA-Bindung
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Alle Verbindungen, die gegen PCP
aktiv waren, außer
der Amidoxim-Prodrugs, wurden an Kalbsthymus-DNA gebunden, wie durch
eine Änderung
beim thermischen Schmelzen um wenigstens 5°C nachgewiesen wurde. Die Verbindungen
1, 2 und 8, welche hochaktiv gegen PCP waren, zeigten ΔTm-Werte von 12,4, 6,4
beziehungsweise 14,5°C.
Das Sulfon 6, das gegen PCP inaktiv war, zeigte einen ΔTm-Wert von
2,3°C. Andererseits
wurden die Verbindungen 5 und 7 fest an die DNA gebunden, mit ΔTm-Werten
von 19,0 beziehungsweise 15,0°C,
waren aber schwach aktiv oder inaktiv gegen PCP. Während die
Fähigkeit
der Moleküle an
DNA zu binden, erforderlich für
Anti-PCP-Aktivität
war, wurde keine quantitative Beziehung zwischen Anti-PCP-Aktivität und der
Stärke
der DNA-Bindung beobachtet.
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Biologische Studien
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Die Anti-PCP-Aktivität der Verbindungen
wurde unter Verwendung von Standardverfahren (R. R. Tidwell et al.,
Antimicrob. Agents Chemother. 1993, 37, 1713–1716) bestimmt, wie auch die
Bindung der Moleküle an
DNA, bestimmt durch das thermische Schmelzen von Kalbsthymus-DNA, ermittelt wurde
(R. R. Tidwell et al., Antimicrob. Agents Chemother. 1993, 37, 1713–1716).
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C. Experimentelle Vorschriften
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Allgemein experimentell. Die unkorrigierten
Schmelzpunkte wurden mit einem "Thomas
Hoover"-Kapillar-Schmelzpunktsgerät oder einem "Mel-Temp II"-Gerät gemessen.
Die IR-Spektren
wurden als Nujol-Suspensionen oder KBr-Pillen mit einem "Perkin-Elmer 132"-Spetrophotometer
aufgenommen. Die 1HNMR-Spektren wurden mit "Varian XL 4"- und "Bruker AMX-500 MHz"-Spektrometern aufgenommen.
Wasserfreies Ethanol wurde kurz vor der Verwendung über Mg destilliert.
Isopropylamin wurde vor der Verwendung über KOH destilliert. Ethanolische
Lösungen
von Hydroxylamin wurden durch Behandlung von Lösungen von Hydroxylaminhydrochlorid
mit äquimolaren
Mengen Natriumethoxid (21%-ige
Lösung
in vergälltem
Alkohol) und Abfiltrieren des entstandenen Natriumchlorids hergestellt.
Die Reaktionsprodukte wurden über
P2O5 bei 77 oder 110°C bei 0,2
mm Hg getrocknet. Wenn nicht anderweitig vermerkt, wurden die Reaktionen
durch TLC auf Kieselgel oder durch Umkehrphasen-HPLC verfolgt. Die
HPLC-Chromatogramme wurden, wie vorher beschrieben (D. A. Patrick
et al., Eur. J. Med. Chem. 1997, 32, 781–793), mit den folgenden Modifikationen,
aufgezeichnet. Es wurde eine "Dupont
Zorbax Rx C8"-Säule (3,5 μ, 3,0 mm × 15 cm) verwendet. Die mobilen
Phasen bestanden aus Mischungen aus Acetonitril (3,75–67,5 v/v)
in Wasser, das Tetramethylammoniumchlorid, Natriumheptansulfonat
und Phosphatpuffer pH 2,5 (jeweils 10 mmol) enthielt. Bei Verfahren
A wurde die Konzentration des Acetonitrils für 0,5 Min. bei 3,75% gehalten,
einem linearen Gradienten folgend, über 12,5 Min. auf 45% erhöht, sofort,
einem linearen Gradienten folgend, innerhalb von 3 Min. auf 67,5%
erhöht,
dann für
4,5 Min. auf 67,5% gehalten.
-
Verfahren B war identisch mit Verfahren
A, außer
dass die Acetonitril-Konzentrationen zu den entsprechenden Zeitpunkten
5, 47, 68 und 68% waren. FAB-Massenspektren wurden mit einem "VG 70-SEQ Hybrid"-Spektrometer (Cäsiumionen-Gun,
30 KV) aufgenommen. Die Mikroanalysen wurden durch "Atlantic Microlab,
Norcross, GA" durchgeführt und
lagen innerhalb von ±0,4%
der berechneten Werte. Die Intermediate 10 und 11 wurden jeweils
in zwei Schritten aus Dibenzothiophen, unter Verwendung bekannter
Verfahren (E. Campaigne, J. Ashby, J. Heterocyclic Chem. 1969, 6,
517–522;
R. B. DuVernet et al., J. Am Chem. Soc. 1978, 100, 2457–2464; R.
K. Brown et al., J. Org. Chem. 1952, 74, 1165–1167; T.-L. Ho, C. M. Wong;
Synthesis 1972, 561–562) hergestellt.
Dibenzothiophen wurde von "Aldrich
Chemical Co., Milwaukee, WI" bezogen.
-
Allgemeines
Verfahren für
die Pinner-Synthesen der Verbindungen 1–4 und 7–9.
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Verfahren A. Eine gerührte Suspension
des Dinitrils und wässrigen
Ethanols in 1,4-Dioxan in einem Dreihalskolben, ausgestattet mit
einer Chlorwasserstoff-Einlassleitung,
einem Thermometer und einem Trockenrohr, wurde in einem Eis-Salz-Bad
gekühlt.
Chlorwasserstoff wurde bis das System mit HCl gesättigt war, in
einer solchen Geschwindigkeit in das System eingeleitet, dass die
Temperatur der Reaktionsmischung nicht über 5°C stieg. Die Reaktionsmischung
wurde dann fest verschlossen und bei Raumtemperatur gerührt, bis das
Nitril nicht länger
durch IR oder HPLC nachweisbar war. Die Reaktionsmischung wurde
dann mit Ether verdünnt.
Das rohe Imidat wurde unter N2 abfiltriert,
dann sofort mit dem entsprechenden Amin umgesetzt.
-
Verfahren B stimmte mit Verfahren
A überein,
außer
dass das Dioxan zuerst, ohne Rücksicht
auf die Temperatur, schnell mit Chlorwasserstoff gesättigt wurde.
Die Lösung
wurde auf 0°C
gekühlt,
bevor das Nitril und das Ethanol hinzugefügt wurden. Chlorwasserstoff
wurde langsam für
15–30
Min. durch das System geleitet, um die vollständige Sättigung sicherzustellen.
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2,8-Diamidinodibenzothiophendihydrochlorid
(1). Das Imidat wurde aus 2,8-Dicyanodibenzothiophen (10, 2,35 g,
10,0 mmol), Ethanol (2,98 g, 64,7 mmol) und 1,4-Dioxan (150 ml)
nach Verfahren A hergestellt. Nach 19 Tagen wurde das rohe Diimidat
(3,66 g, 91,4%) unter Stickstoff abfiltriert und zu einer Ammoniaklösung (12,48
g, 7,33 mmol) in wasserfreiem Ethanol (100 ml) in einem verschlossenen
Kolben hinzugefügt.
Die Mischung wurde über
Nacht bei 40–55°C gerührt. Die
Reaktionsmischung wurde konzentriert und das Rohprodukt abfiltriert
und mit Ether gewaschen. Das Rohprodukt wurde nahezu vollständig in heißem Wasser
(150 ml) gelöst
und durch eine Schicht "Norit-A" (4–5 cm dick) über einer
Lage "Celite 45" filtriert. Das Filtrat
wurde auf ca. 25 ml konzentriert. Der resultierende Feststoff wurde
mit Ethanol zerrieben und abfiltriert. Mehrere Kristallisationen
aus Aceton-Wasser ergaben ein weißes Pulver (0,75 g, 22%): Smp >300°C; 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6) δ 9,50
(br s, 8H), 9,14 (s, 2H), 8,39 (d, J = 8,4 Hz, 2H), 8,04 (d, J =
8,4 Hz, 2H); FAB-MS m/z 269 (MH+ der freien
Base); HPLC (Verfahren A) tR 10,48 Min.
(96,2 Flächen-%).
Anal. (C14H13N4S·2HCl·H2O) C, H, N.
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2,8-Bis(N-isopropylamidino)carbazoldihydrochlorid
(2). Das Imidat wurde aus 2,8-Dicyanodibenzothiophen (10, 2,36 g,
10,1 mmol), wasserfreiem Ethanol (5,0 ml, 86 mmol) und 1,4-Dioxan
(200 ml) nach Verfahren B hergestellt. Das rohe Imidat (4,30 g,
107%) wurde nach 27 Tagen abfiltriert. Ein Teil des rohen Imdiats (2,06
g) wurde über
Nacht bei Raumtemperatur in einer Lösung von Isopropylamin (10
ml, 235 mmol) unter Stickstoff gerührt. Der resultierende Niederschlag
wurde abfiltriert, um einen weißen
Feststoff (1,10 g, 53,7%) zu ergeben: Smp. >300°C; 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6) δ 9,8 (v br
s, 6H), 9,05 (s, 2H), 8,36 (d J = 8,4 Hz, 2H), 7,94 (d J = 8, 4
Hz, 2 H), 4,19 (m, 2H), 1,34 (d, J = 6,3 Hz, 12H); FAB-MS m/z 353
(MH+ der freien Base); HPLC (Verfahren A)
tR 10,80 Min. (98,6 Flächen-%). Anal. (C2OH24N4S·2HCl·H2O) C, H, N, S, Cl.
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2,8-Bis(N-hydroxyamidino)carbazolhemimaleat
(3). Das Imidat wurde aus 2,8-Dicyanodibenzothiophen (10, 2,36 g,
10,1 mmol), Ethanol (5,0 ml, 85 mmol) und 1,4-Dioxan (150 ml) nach
Verfahren A hergestellt. Nach 29 Tagen wurde das rohe Imidat (4,77
g, 119%) abfiltriert und unter Rückfluss
für 6 Stunden
in einer Lösung
aus Hydroxylamin, hergestellt aus Hydroxylaminhydrochlorid (7,15
g, 123 mmol), und Natriumethoxid (37 ml einer 21%-igen Lösung) und
Ethanol (100 ml) gerührt.
Das Rohprodukt wurde abfiltriert und in ethanolischer HCl-Lösung gelöst. Nach
der Zugabe von Ether bildete sich ein Niederschlag. Eine filtrierte
wässrige
Lösung des
Feststoffs wurde mit einer 10%-igen NaHCO3-Lösung behandelt,
um die freie Base auszufällen.
Eine ethanolische Suspension des Feststoffs (0,52 g) wurde mit einer
Lösung
von Maleinsäure
(1,00 g) in Ethanol (8 ml) behandelt. Alle Feststoffe gingen in
Lösung
und das Hemimaleatsalz (0,41 g, 4,2%) bildete sich als neuer Niederschlag:
Smp.; 1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 10,10 (br
s, 2H), 8,72 (s, 2H), 8,11 (d, J = 8, 5 Hz, 2H), 7,86 (dd, J = 8,4
und 1,6 Hz, 2H), 6,85 (br s, 3,5 H), 6,13 (s, 2H); hochauflösendes FAB-MS
m/z 301,0753 (berechnet m/z 301, 0759 für C14H13N4O2S);
HPLC (Verfahren A) tR 10,68 Min. (92,9 Flächen-%).
Anal. (C14H12N4O2S·C4H4O4)
C, H, N, S.
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2,8-Bis(N-hydroxyamidino)carbazoldihydrochlorid
(4). Das Imidat wurde aus 2,8-Dicyanodibenzothiophen (10, 2,00 g,
8,54 mmol), Ethanol (3,0 ml, 51 mmol) und 1,4-Dioxan (120 ml) nach Verfahren B hergestellt. Nach
20 Tagen wurde das rohe Imidat abfiltriert und unter Rückfluss
für 6 Stunden
in einer Lösung
aus Hydroxylamin, hergestellt aus Hydroxylaminhydrochlorid (6,09
g, 87,3 mmol), und Natriumethoxid (32 ml einer 21%-igen Lösung, 85
mmol) und Ethanol (85 ml) gerührt.
Das Rohprodukt wurde abfiltriert und mit Ether gewaschen, dann durch
Behandlung mit Ethanol und ethanolischer HCl in das Dihydrochloridsalz überführt. Das rohe
Dihydrochloridsalz wurde aus Ethanol-Ether umkristallisiert, um
einen weißen
Feststoff (1,68 g, 52%) zu ergeben: Smp. >300°C; 1H-NMR (300 MHz, DMSO-d6) δ 10,10 (br
s, 2H), 8,81 (d, J = 1,4 Hz, 2H), 8,21 (d, J = 8,5 Hz, 2H), 7,90
(dd, J = 8,5 und 1,4 Hz, 2H), 7,62 (v br s, 3H), 6,85 (v br s, 4H);
FAB-MS m/z 301 (MH+ der freien Base); HPLC
(Verfahren B) tR 9,93 Min. (95,4 Flächen-%).
Anal. (C14H12N4S·2HCl·2H2O) C, H, N, S, Cl.
-
2,8-Bis(2-imidazolinyl)dibenzothiophendihydrochlorid
(5). Eine Aufschlämmung
von fein pulversiertem 2,8-Dicyanodibenzothiophen
(10, 1,78 g, 5,02 mmol) und Ethylendiamindihydrochlorid (8,86 g,
66,6 mmol) in Ethylendiamin (10 ml, 150 mmol) in einem 50 ml Becherglas
wurde in einem Sandbad für
30 Minuten unter gelegentlichem manuellen Rühren auf 310°C erhitzt.
Die Reaktionsmischung war nahezu vollständig in heißem Wasser (ca. 100 ml) löslich und
wurde durch "Celite
545" filtriert.
Das Filtrat wurde in einem Eisbad abgekühlt, dann mit 2 N NaOH-Lösung (75
ml) alkalisch gemacht. Die freie Base wurde abfiltriert, teilweise
getrocknet und in heißem
Ethanol (50 ml) suspendiert. Die Mischung wurde mit ethanolischer
HCl (10 ml) behandelt und dann der ungelöste Feststoff abfiltriert,
um (als Dihydrochloridsalz) beigefarbene Mikrokristalle (1,41 g,
81%) zu ergeben: Smp. >330°C; 1H-NMR
(500 MHz, TFA-d) δ 8,96
(s, 2H), 8,11 (d, J = 8,4 Hz, 2 H), 7,90 (d J = 8,4 Hz, 2H), 4,27
(s, 8H); 1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 11,08
(s, 4H), 9,23 (d J = 21,6 Hz, 2 H), 8,42 (d, J = 8,5 Hz, 2H), 8,18
(dd, J = 8,4 und 1,6 Hz, 2 H), 4,07 (s, 8H); m/z 321 (MH+ der freien Base); HPLC (Verfahren A) tR 11,023 Min. (95,5 Flächen-%). Anal. (C18H16N4S·2HCl·H2O) C, H, N, S, Cl.
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2,8-Bis(2-imidazolinyl)-5,5-dioxodibenzothiophendihydrochlorid
(6). Wasserstoffperoxid (5 ml einer 30%-igen Lösung) wurde zu einer Lösung aus
2,8-Bis(2-imidazolinyl)dibenzothiophendihydrochlorid
(10, 0,67 g, 1,7 mmol) in Trifluoressigsäure (10 ml) hinzugegeben. Es
resultierte eine exotherme Reaktion. Eine weitere Portion (5 ml)
der Peroxidlösung
wurde hinzugefügt
und die Mischung wurde über
Nacht bei Raumtemperatur gerührt.
Die HPLC-Analyse zeigte eine Mischung des gewünschten Produkts mit dem angenommenen
Sulfoxid-Intermediat. Eine weitere Portion der Peroxidlösung (10
ml) wurde hinzugefügt
und der Reaktion wurde es gestattet, insgesamt 40 Std. lang voranzuschreiten.
Die Reaktionsmischung wurde mit 2 N NaOH-Lösung basisch gestellt. Die
resultierende freie Base (0,53 g, 89% Rückgewinnung) wurde abfiltriert,
mit Wasser gewaschen und getrocknet. Der Feststoff war nahezu vollständig in
heißem
Ethanol (80 ml) gelöst
und wurde durch "Celite
45" filtriert. Das
Filtrat wurde auf 40 ml konzentriert und mit ethanolischer HCl (10
ml) behandelt, um elfenbeinfarbene Kristalle (0,51 g, 71%) zu ergeben:
Smp: >300°C; 1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 11,30 (s, 4H),
9,05 (s, 2H), 8,47 (d, J = 8, 1 Hz, 2H), 8,31 (dd, J = 8,1 und 1,4
Hz, 2H), 4,09 (s, 8H); m/z 353 (MH+ der freien
Base); HPLC (Verfahren A) tR 10,09 Min.
(98,3 Flächen-%).
Anal. (C18H16N4O2S·2HCl·0,5H2O) C, H, N, Cl.
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3,7-Diamidinodibenzothiophendihydrochlorid
(7). Das Imidat-Intermediat wurde aus 3,7-Dicyanodibenzothiophen
(14, 3,52 g, 15,0 mmol), Ethanol (10 ml, 170 mmol) und 1,4-Dioxan
(225 ml) nach Verfahren B hergestellt. Nach 9 Tagen wurde das rohe
Imidat (5,70 g, 96% Rückgewinnung)
gesammelt. Ein Aliquot (2,87 g) des rohen Imidats wurde zu wasserfreiem
Ethanol (63 ml), gesättigt
mit Ammoniak hinzugegeben. Der Feststoff löste sich und ein neuer Niederschlag
entstand. Die Mischung wurde über
Nacht bei Raumtemperatur in einem verschlossenen Kolben gerührt. Das
Rohprodukt wurde abfiltriert, in Ethanol suspendiert und mit ethanolischer
HCl behandelt. Umkristallisation aus Wasser-Isopropylalkohol ergab
einen weißen
Feststoff (0,63 g, 26%): Smp 385–388°C; 1H-NMR
(400 MHz, DMSO-d6) δ 9,65 (s, 4H), 9,43 (2, 4H),
8,78 (d, J = 8, 2 Hz, 2H), 8,69 (2, 2H), 8,01 (d, J = 8,2 Hz, 2H);
m/z 269 (MH+ der freien Base); HPLC (Verfahren
B) tR 9,16 Min. (98,1 Flächen-%). Anal. (C14H12N4S·2HCl·0,25H2O) C, H, N, S, Cl.
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3,7-Bis(N-isopropylamidino)dibenzothiophendihydrochlorid
(8). Ein Aliquot (2,87 g) des oben beschriebenen, rohen Imidats
wurde in Ethanol (30 ml) suspendiert und mit Isopropylamin (20 ml,
230 mmol) verdünnt.
Die Feststoffe gingen in Lösung
und es bildete sich ein Niederschlag, nachdem die Mischung über Nacht
bei Raumtemperatur gerührt
wurde. Das überschüssige Amin
wurde abdestilliert. Die gekühlte
Reaktionsmischung wurde mit Ether verdünnt und das Rohprodukt wurde
abfiltriert. Umkristallisation aus Wasser-Isopropylalkohol ergab
weiße
Kristalle (1,51 g, 49%); Smp 337–338°C; 1H-NMR
(400 MHz, DMSO-d6) δ 9,86 (d, J = 8,3 Hz, 2H), 9,70
(s, 2 H), 9,37 (s, 2H), 8,75 (d, J = 8,4 Hz, 2H), 8,59 (s, 2H),
7,92 (d, J = 8,4 Hz, 2H), 4,16 (m, 2H), 1,32 (d, J = 6, 2 Hz, 12H);
m/z 353 (MH+ der freien Base); HPLC (Verfahren
B) tR 11,12 Min. (95,6 Flächen-%).
Anal. (C20H24N4S·2HCl)
C, H, N, S, Cl.
-
3,7-Bis(N-hydroxyamidino)dibenzothiophendihydrochlorid
(9). Das Imidat-Intermediat wurde aus 3,7-Dicyandibenzothiophen (14, 1,00 g, 4,26
mmol), Ethanol (5,5 ml, 94 mmol) und 1,4-Dioxan (75 ml) nach Verfahren
B hergestellt. Nach 5 Tagen wurde das rohe Imidat (1,66 g, 97% Rückgewinnung)
gesammelt und in wasserfreiem Ethanol (15 ml) suspendiert. Die Suspension
wurde mit einer Lösung
von Hydroxylamin, hergestellt aus Hydroxylamin (3,5 g, 50 mmol),
Natriumethoxid (21%-ige Lösung
in vergälltem
Alkohol, 18 ml, 48 mmol) und Ethanol (60 ml) verdünnt. Die
Feststoffe gingen in Lösung
und es bildete sich ein neuer Niederschlag. Nach 2,5 Std. wurde
die Mischung mit Ether verdünnt
und das Rohprodukt wurde abfiltriert. Eine Suspension des Rohprodukts
in Wasser (10 ml) wurde mit 2 N HCl (2–3 ml) verdünnt, bis sich der Feststoff
löste. Die
trübe Lösung wurde
filtriert und das Filtrat wurde mit konz. HCl (20 ml) verdünnt. Der
resultierende Niederschlag wurde abfiltriert, um einen weißen Feststoff
(0,58 g, 36%) zu ergeben: Smp >300°C; 1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 11,44 (br
s, 2H), 9,20 (br s, 3H), 8,74 (d, J = 8,4 Hz, 2H), 8,59 (d, J =
1,5 Hz, 2H), 7,91 (dd, J = 8,4 und 1,5 Hz, 2H); hochauflösendes FAB-MS
m/z 301,0730 (berechnet m/z 301, 0759 für C14H13N4O2S); HPLC (Verfahren
B) tR 8,87 Min. (96,4 Flächen-% ). Anal. (C14H12N4O2S·2HCl·0,85H2O) C, H, N, S, Cl.
-
3,7-Diaminodibenzothiophendihydrochlorid
(12). 3,7-Dinitro-5-oxo-dibenzothiophen
(11, 9,60 g, 33,1 mmol) wurde in vier Chargen bei 45 psi über 10%
Palladium-Kohlenstoff
in Ethanol hydriert. Bei jeder Charge wurden 300 ml Ethanol und
0,4 bis 0,5 g Katalysator verwendet und die Reaktionszeit betrug
2 Std.. Nach jeder Hydrierung wurde der Katalysator abfiltriert
und die Filtrate wurden sofort mit ethanolischer HCl (10–15 ml)
behandelt, um einen weißen
Niederschlag zu ergeben. Die kombinierten Niederschläge wurden
gesammelt, um einen weißen
Feststoff (8,68 g, 91,5%) zu ergeben: Smp 280°C; 1H-NMR
(400 MHz, DMSO-d6) δ 8,36 (d, J = 8,4 Hz, 2H), 7,92
(s, 2H), 7,42 (dd, J = 8,4 und 1,6 Hz, 2H); HPLC (Verfahren B) tR 9,58 Min. (96,2 Flächen-%).
-
3,7-Dibromdibenzothiophen (13). Eine
Suspension von 3,7-Diaminodibenzothiophendihydrochlorid (12, 7,32
g, 25,5 mmol) in Wasser (50 ml) und konz. HCl (13 ml) wurde in einem
Eis-Salz-Bad auf 5°C
gekühlt. Eine
Lösung
von Natriumnitrit (5,27 g, 76,4 mmol) in Wasser (15 ml) wurde tropfenweise
in solcher Geschwindigkeit hinzugefügt, dass die Temperatur der
Reaktionsmischung 10°C
nicht überstieg.
Nach 45 Min. wurde die Reaktionsmischung in eine Lösung von
Kupfer(I)bromid in 48%-iger HBr (90 ml) gegossen. Die Mischung wurde
für 2 Std.
zum Rückfluss
erhitzt und in Eiswasser gegossen (Gesamtvolumen ca. 1500 ml). Der
resultierende gelbe Niederschlag wurde abfiltriert, getrocknet und
sublimiert (168°C,
0,2 mm Hg), um eine blassgelben Feststoff (6,84 g, 78,6%) zu ergeben:
Smp. 171–173°C (Lit. (R.
Gerdil, E. A. C. Lucken. J. Am Chem. Soc. 1965, 87)7 180°C); 1H-NMR (400 MHz, CHCl3) δ 7,98 (d,
J = 1,7 Hz, 2H), 7,96 (d, J = 8,6 Hz, 2H), 7,58 (dd, J = 8,6 und
1,7 Hz, 2H).
-
3,7-Dicyanodibenzothiophen (14).
Eine am Rückfluss
kochende Lösung
von 3,7-Dibromdibenzothiophen (13, 1,56 g, 4,56 mmol) und Kupfer(I)cyanid
(1,27 g, 14,2 mmol) in 1-Methyl-2-pyrrolidinon (10 ml) wurde unter
Stickstoff für
3 Std. gerührt.
Die gekühlte
Reaktionsmischung wurde mit einer Lösung von FeCl3 (3,29
g) in konz. HCl (10 ml) behandelt. Nach der anfänglichen Exotherme wird die
Mischung in der Hitze für
1 Std. gerührt.
Die Mischung wurde auf Eis gegossen. Der resultierende graue Niederschlag
wurde abfiltriert, getrocknet und sublimiert (280°C, 0,3 mm
Hg), um ein weißes
Pulver (0,89 g, 84%) zu ergeben: Smp >330°C; 1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8,76 (s,
2H), 8,71 (d, J = 8,2 Hz, 2H), 8,01 (dd, J = 8,2 und 1,4 Hz, 2H);
HPLC (Verfahren B) tR 16,84 Min. (93,5 Flächen-%).
Anal. (C14H6N2S·0,25H2O) C, H, N
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D. Mikroanalysedaten (ergänzend)
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2,8-Diamidinodibenzothiophendihydrochlorid
(1)
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Anal. berechnet für C14H13N4S·2HCl·H2O: C, 46,80; H, 4,99; N, 15,59.
Gefunden:
C, 46,99; H, 4,53; N, 15,46.
-
2,8-Bis(N-isopropylamidino)carbazoldihydrochlorid
(2)
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Anal. berechnet für C20H24N4S·2HCl·H2O: C, 56,47; H, 6,16; N, 13,17; S, 7,54;
Cl, 16,67.
Gefunden: C, 56,24; H, 6,22; N, 12,99; S, 7,32;
Cl, 16,44.
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2,8-Bis(N-hydroxyamidino)carbazolhemimaleat
(3)
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Anal. berechnet für C14H12N4O2S·C4H4O4:
C, 91,92; H, 3,87; N, 13,45; S, 7,70.
Gefunden: C, 51,89; H,
3,90; N, 13,24; S, 7,57.
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2,8-Bis(N-hydroxyamidino)carbazoldihydrochlorid
(4)
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Anal. berechnet für C14H12N4O2S·2HCl·2H2O: C, 42,98; H, 4,12; N, 14,32; S, 8,19;
Cl, 18,12. Gefunden: C, 43,05; H, 4,10; N, 14,17; S, 8,31; Cl, 17,98.
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2,8-Bis(2-imidazolinyl)dibenzothiophendihydrochlorid
(5)
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Anal. berechnet für C18H16N4S·2HCl·H2O: C, 52,56; H, 4,90; N, 13,62; S, 7,79;
Cl, 17,24. Gefunden: C, 52,88; H, 5,26; N, 13,60; S, 7,78; Cl, 17,23.
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2,8-Bis(2-imidazolinyl)-5,5-dioxodibenzothiophendihydrochlorid
(6)
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Anal. berechnet für C18H16N4O2S·2HCl·0,5H2O: C, 49,78; H, 4,41; N, 12,90; Cl, 16,32.
Gefunden:
C, 49,78; H, 4,52; N, 12,78; Cl, 16,21.
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3,7-Diamidinodibenzothiophendihydrochlorid
(7)
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Anal. berechnet für C14H12N4S·2HCl·0,25H2O: C, 48,63; H, 4,23; N, 16,20; S, 9,27;
Cl, 20,51.
Gefunden: C, 48,91; H, 4,17; N, 15,85; S, 9,31;
Cl, 20,33.
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3,7-Bis(N-isopropylamidino)dibenzothiophendihydrochlorid
(8)
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Anal. berechnet für C20H24N4S·2HCl:
C, 56,47; H, 6,16; N, 13,17; S, 7,54; Cl, 16,67.
Gefunden:
C, 56,45; H, 6,22; N, 13,12; S, 7,55; Cl, 16,61.
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3,7-Bis(N-hydroxyamidino)dibenzothiophendihydrochlorid
(9)
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Anal. berechnet für C14H12N4O2S·2HCl·0,85H2O: C, 43,27; H, 4,07; N, 14,42; S, 8,25;
Cl, 18,25.
Gefunden: C, 43,65; H, 4,12; N, 14,05; S, 8,22;
Cl, 18,25.
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3,7-Diaminodibenzothiophendihydrochlorid
(12)
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Mikroanalyse nicht durchgeführt.
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3,7-Dibromdibenzothiophen
(13)
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Mikroanalyse nicht durchgeführt.
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3,7-Dicyanodibenzothiophen
(14)
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Anal. berechnet für C14H6N2S·0,25H2O: C, 70,42; H, 2,74; N, 11,73.
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Das Vorangehende soll die vorliegende
Erfindung veranschaulichen und soll nicht als deren Beschränkung ange sehen
werden. Die Erfindung wird durch die folgenden Ansprüche definiert.