-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Gegenstand der vorliegenden Erfindung
sind pharmazeutische Zusammensetzungen und insbesondere pharmazeutische
Zusammensetzungen, die Verbindungen inkorporieren, die zur Wirkung
auf nicotinerg-cholinerge Rezeptoren fähig sind. Gegenstand der vorliegenden
Erfindung sind insbesondere Verbindungen, die fähig sind, zur Inhibition der
Funktion bestimmter nicotinerg-cholinerger Rezeptoren zu wirken
und folglich an bestimmten spezifischen nicotinergen Rezeptor-Subtypen
als Antagonisten zu wirken. Gegenstand der vorliegenden Erfindung
sind Verfahren zur Behandlung einer weiten Reihe verschiedener Erkrankungen
und Störungen,
einschließlich
Erkrankungen und Störungen,
die mit einer Dysfunktion des zentralen und autonomen Nervensystems
einhergehen.
-
Es wurde vorgeschlagen, dass Nicotin über eine
Reihe pharmazeutischer Wirkungen verfügt. Siehe zum Beispiel Pullan
et al., N. Engl. J Med. 330: 811–815 (1994). Bestimmte dieser
Wirkungen können
mit den Wirkungen auf die Neurotransmitter-Freisetzung in Verbindung
stehen. Siehe zum Beispiel, Sjak-shie et al., Brain Res. 624: 295
(1993), die neuroprotektive Wirkungen des Nicotins vorschlagen.
Eine Freisetzung von Acetylcholin und Dopamin durch Neuronen nach
Verabreichung von Nicotin wurde von Rowell et al., J. Neurochem.
43: 1593 (1984); Rapier et al., J. Neurochem. 50: 1123 (1988); Sandor
et al., Brain Res. 567: 313 (1991) und Vizi, Br. J. Pharmacol 47:
765 (1973), berichtet. Eine Freisetzung von Norepinephrin durch
Neuronen nach Verabreichung von Nicotin wurde von Hall et al., Biochem.
Pharmacol. 21: 1829 (1972), berichtet. Eine Freisetzung von Serotonin
durch Neuronen nach Verabreichung von Nicotin wurde von Hery et
al., Arch. Int. Pharmacodyn. Ther. 296: 91 (1977), berichtet. Eine
Freisetzung von Glutamat durch Neuronen nach Verabreichung von Nicotin
wurde von Toth et al., Neurochem Res. 17: 265 (1992), berichtet.
Es wurde außerdem
berichtet, dass Nicotin das pharmakologische Verhalten bestimmter
pharmazeutischer Zusammensetzungen, die zur Behandlung bestimmter
Störungen
angewendet werden, potenziert. Siehe Sanberg et al., Pharmacol.
Biochem. & Behavior
46: 303 (1993); Harsing et al., J. Neurochem. 59: 48 (1993) und
Hughes, Proceedings from Intl. Symp. Nic., S40 (1994). Ferner wurden
verschiedene andere vorteilhafte pharmakologische Wirkungen des
Nicotins vorgeschlagen. Siehe Decina et al., Biol. Psychiatry 28:
502 (1990); Wagner et al., Pharmacopsychiatry 21: 301 (1988); Pomerleau
et al., Addictive Behaviors 9: 265 (1984); Onaivi et al., Life Sci.
54(3): 193 (1994); Tripathi et al., JPET 221: 91–96 (1982); und Hamon, Trends
in Pharmacol. Res. 15: 36.
-
Es wurde berichtet, dass verschiedene
Nicotin-Verbindungen bei der Behandlung einer weiten Reihe verschiedener
Erkrankungen und Störungen nützlich sind.
Siehe zum Beispiel Williams et al. DN&P 7(4): 205–227 (1994), Arneric et al.,
CNS Drug Rev. 1(1): 1–26
(1995), Arneric et al., Exp. Opin. Invest. Drugs 5(1): 79–100 (1996),
Bencherif et al., JPET 279: 1413 (1996), Lippiello et al., JPET
279: 1422 (1996), Damaj et al., Neuroscience (1997), Holladay et
al., J. Med. Chem. 40(28): 4169–4194 (1997),
Bannon et al., Science 279: 77–80
(1998), PCT WO 94/08992, PCT WO 96/31475 und US-Patente Nr. 5,583,140
an Bencherif et al., 5,597,919 an Dull et al. und 5,604,231 an Smith
et al. Es wird berichtet, dass Nicotin-Verbindungen bei der Behandlung einer
weiten Reihe verschiedener Störungen des
Zentralnervensystems (ZNS) besonders nützlich sind.
-
ZNS-Störungen gehören zu einem Typ der neurologischen
Störungen.
ZNS-Störungen
können arzneimittelinduziert
sein; können
einer genetischen Prädisposition,
Infektion oder einem Trauma zugeschrieben werden; oder sie können von
unbekannter Ätiologie
sein. ZNS-Störungen
umfassen neuropsychiatrische Störungen,
neurologische Erkrankungen und Geisteskrankheiten und schließen neurodegenerative
Erkrankungen, Verhaltensstörungen,
kognitive Störungen
und kognitiv-affektive Störungen
ein. Es gibt mehrere ZNS-Störungen,
deren klinische Manifestationen einer ZNS-Dysfunktion (d. h. Störungen, die
auf unangemessene Neurotransmitter-Freisetzungsgrade, unangemessene
Eigenschaften der Neurotransmitter-Rezeptoren und/oder eine unangemessene
Interaktion zwischen Neurotransmittern und Neurotransmitter-Rezeptoren
zurückzuführen sind)
zugeschrieben werden. Mehrere ZNS-Störungen können einer cholinergen Normabweichung,
einer dopaminergen Normabweichung, einer adrenergen Normabweichung
und/oder einer serotonergen Normabweichung zugeschrieben werden.
Zu ZNS-Störungen,
die relativ häufig
vorkommen, gehören
die präsenile
Demenz (Alzheimer-Krankheit mit frühem Beginn), senile Demenz
(Demenz vom Alzheimer-Typ), Parkinsonismus einschließlich Parkinson-Krankheit, Chorea
Huntington, tardive Dyskinesie, Hyperkinesie, Manie, Aufmerksamkeitsdefizitstörung, Angst,
Dyslexie, Schizophrenie, Tourette-Syndrom und neuroendokrine Störungen (z.
B. Adipositas, Bulimie und Diabetes insipidus).
-
Nicotinerge Rezeptor-Antagonisten
wurden zur Behandlung bestimmter Störungen verwendet. Mecamylamin
wurde zum Beispiel von Merck & Co. Inc.
als Inversine, ein Antihypertonikum, auf den Markt gebracht; und
Trimethaphan wurde von Roche Laboratories als Arfonad, eine vasodepressive
Substanz, auf dem Markt eingeführt.
Siehe Goodman und Gilman The Pharmacological Basis of Therapeutics,
6. Aufl., S. 217 (1980). Nicotinerge Rezeptoren wurden bei Konvulsionen,
wie sie zum Beispiel aufgrund einer autosomal-dominanten nächtlichen
Frontallappenepilepsie auftreten, impliziert. Siehe Steinlein et
al., Nat. Genet. 11: 201–203
(1996). Es wurde berichtet, dass nicotinerge Antagonisten Virusinfektionen
inhibieren. So wurde zum Beispiel berichtet, dass nicotinerge Antagonisten
die Infektion von Spinalganglionneuronen durch das Tollwutvirus
inhibieren. Siehe Castellanos et al., Neurosci. Lett. 229: 198–200 (1997).
Andere Verwendungen für
nicotinerge Antagonisten wurden vorgeschlagen. Siehe zum Beispiel
Popik et al., JPET 275: 753–760
(1995) und Rose et al., Clin. Pharm. Ther. 56(1): 86–9 (1994).
-
Es wurde erkannt, dass Adamantan-Derivate bei
bestimmten Rezeptor-Subtypen als Antagonisten wirken. Siehe zum
Beispiel Antonov et al., Mol. Pharmacol., 47(3): 558–567 (1995)
und Becker et al., Bioorg. Med. Chem. Let. 7(14): 1887–1890 (1997).
Es wurde gezeigt, dass Adamantan-Derivate auch antivirale Eigenschaften
aufweisen. Siehe zum Beispiel Fytas et al., Bioorg. Med. Chem. Let.
7(17): 2149– 2154
(1997); Skwarski et al., Acta Poloniae Pharmaceutica, 45: 391–394 (1988);
Kreutzberger et al., Archiv der Pharmazie, 308: 748–754 (1975);
Pellicciari et al., Arzneimittel-Forschung 30: 2103–2105 (1980);
Danilenko et al., Farma. Zhurnal, 31: 36–40 (1976); und Beare et al.,
Lancet 1: 1039–1040 (1972).
Es wurde auch gezeigt, dass Adamantan-Derivate antibakterielle Eigenschaften
aufweisen. Siehe zum Beispiel Garoufalias et al., Annales Pharmaceutiques
Françaises,
46: 97–104
(1988). Es wurde auch berichtet, dass Adamantan-Derivate als Inhibitoren von
Konvulsionen eingesetzt werden. Siehe Antonov et al., Mol. Pharmacol.,
47(3): 558–567
(1995). Adamantan-Derivate wurden auch zur Behandlung des Typ-II-Diabetes
vorgeschlagen. Siehe Campbell, Pharmacy Times 53: 32–37, 39–40 (1987).
Es wurde auch vorgeschlagen, dass Adamantan-Derivate eine deutliche
anorektische Wirkung bei Mäusen
aufweisen. Siehe Farmazo-Edizione
Scientifica 34: 1029–1038
(1979). Es wurde auch vorgeschlagen, dass Adamantan-Derivate bei
der Prävention
von Katalepsie in Tiermodellen wirksam sind. Siehe Vikhlyaev et
al., Pharm. Chem. J. 14: 185– 188
(1981).
-
Reints Bok et al., Tetrahedron 35:
2 267–272 (1979)
schlagen die Synthese verschiedener 7-substituierter 3-Azabicyclo[3.3.1]nonane
vor. Bei den verfolgten Synthesewegen handelte es sich um die Debenzoylierung
des 7-Benzoylderivates und der Decarboxylierung der 7-Carboxyverbindungen
21 und 27. Risch et al., J. Am. Chem. Soc. 113: 9411–9412 (1991)
schlagen funktionalisierte 3-Azabicyolo[3.3.1]nonane für pharmazeutische
Verwendungszwecke vor. Literaturhinweise schlagen spezifisch eine
regiospezifische Grob-Fragmentierung verschiedener 1-Azadamantan-Derivative
vor. PCT/US96/04536 schlägt
Azabicyclo-Verbindungen zur Behandlung von Störungen des Zentralnervensystems
vor.
-
Die Bereitstellung eines nützlichen
Verfahrens zur Prävention
und Behandlung einer Erkrankung oder Störung durch Verabreichung einer
nicotinergen Verbindung an einen Patienten, der für eine derartige
Störung
anfällig
ist oder an ihr leidet, wäre erstrebenswert.
Es wäre
sehr vorteilhaft, für
an bestimmten Störungen
leidende Menschen, eine Unterbrechung der Symptome dieser Störungen durch Verabreichung
einer pharmazeutischen Zusammensetzung, die einen Wirkstoff mit
nicotinergen pharmakologischen Eigenschaften enthält und Bereitstellung einer
vorteilhaften Wirkung, die aber keinerlei sie begleitende signifikante
Nebenwirkungen mit sich bringt (z. B. erhöhte Herzfrequenz und erhöhter Blutdruck mit
damit einhergehender Interaktion dieser Verbindung mit kardiovaskulären Orten),
bereitzustellen. Es wäre
höchst
erstrebenswert, eine pharmazeutische Zusammensetzung bereitzustellen,
die eine Verbindung enthält,
die mit nicotinergen Rezeptoren interagiert, welche Zusammensetzung
sich aber nicht signifikant auf die Rezeptor-Subtypen auswirkt,
die das Potenzial zur Auslösung
unerwünschter
Nebenwirkungen (z. B. nennenswerter kardiovaskulärer Pressor-Effekte und nennenswerter
Aktivität
an Skelettmuskelorten) besitzen.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Gegenstand der vorliegenden Erfindung
sind 1-Aza-2-(3-pyridyl)-tricyclo[3.3.1.13,7]decane.
Beispielhafte Verbindungen sind 1-Aza-2-(3-pyridyl)-tricyclo[3.3.1.13,7]decan, 1-Aza-2-[5-amino-(3-pyridyl)]-tricyclo[3.3.1.13,7]decan, 1-Aza-2-[5-ethoxy-(3-pyridyl)]tricyclo[3.3.1.13,7]decan, 1-Aza-2-[5-isopropoxy-(3-pyridyl)]tricyclo[3.3.1.13,7]decan, 1-Aza-2-[5-bromo-(3-pyridyl)]-tricyclo[3.3.1.13,7]decan und 5-Aza-6-[5-bromo-(3-pyridyl)]tricyclo[3.3.1.13,7]decan-2-ol.
-
Gegenstand der vorliegenden Erfindung
sind auch Verfahren zur Prävention
oder Behandlung von Erkrankungen und Störungen. Gegenstand der vorliegenden
Erfindung sind auch Verfahren zur Prävention oder Behandlung von
Erkrankungen und Störungen,
einschließlich
Störungen
des Zentralnervensystems (ZNS), gekennzeichnet durch eine Veränderung
der normalen Neurotransmitter-Freisetzung. Diese Verfahren beinhalten
die Verabreichung einer wirksamen Menge einer erfindungsgemäßen Verbindung
an einen Patienten.
-
Ein anderer erfindungsgemäßer Aspekt
betrifft eine pharmazeutische Zusammensetzung, die eine wirksame
Menge einer erfindungsgemäßen Verbindung
umfasst. Eine derartige pharmazeutische Zusammensetzung enthält eine
Verbindung, die – wenn
in wirksamen Mengen eingesetzt – die
Fähigkeit
besitzt, mit relevanten nicotinergen Rezeptororten eines Patienten
zu interagieren, und folglich die Fähigkeit besitzt, als ein Therapeutikum
bei der Prävention
oder Behandlung von Störungen
zu wirken, die durch eine Veränderung
der normalen Neurotransmitter-Freisetzung gekennzeichnet sind. Bevorzugte
pharmazeutische Zusammensetzungen umfassen neue erfindungsgemäße Verbindungen.
-
Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind bei therapeutischen
Applikationen vorteilhaft, die eine selektive Inhibition an bestimmten
nicotinergen Rezeptor-Subtypen erforderlich machen; das heißt, die
Verbindungen wirken an bestimmten nicotinergen Rezeptor-Subtypen
als Antagonisten. Die erfindungsgemäßen pharmazeutischen Zusammensetzungen
sind zur Prävention
und Behandlung einer weiten Reihe verschiedener Erkrankungen und
Störungen
nützlich.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen
sind zur Behandlung bestimmter ZNS-Erkrankungen und -Störungen,
wie zum Beispiel bei der Bereitstellung von Neuroprotektion, bei
der Behandlung von für
Konvulsionen anfälligen
Patienten, bei der Behandlung von Depression, bei der Behandlung von
Autismus, bei der Behandlung bestimmter neuroendokriner Störungen und
beim Management eines Schlaganfalls nützlich. Die erfindungsgemäßen Verbindungen
sind auch bei der Behandlung der Hypertonie, zur Herbeiführung von
Gewichtsverlust, bei der Behandlung von Typ-II-Diabetes oder als
antibakterielle oder antivirale Substanzen nützlich. Die erfindungsgemäßen Verbindungen
sind – wenn
sie angemessen radioaktiv markiert sind – auch als Sonden in Life-Science-Applikationen
(z. B. als selektive Sonden bei Neuroimaging-Applikationen) nützlich.
-
Die pharmazeutischen Zusammensetzungen
bieten Menschen, die an diesen Erkrankungen oder Störungen leiden
und klinische Manifestationen dieser Erkrankungen oder Störungen aufweisen,
therapeutische Vorteile insofern, dass die Verbindungen in diesen
Zusammensetzungen, wenn sie in wirksamen Mengen eingesetzt werden,
das Potenzial besitzen, (i) nicotinerge pharmakologische Eigenschaften aufzuweisen
und auf die relevanten nicotinergen Rezeptororte einzuwirken (z.
B. als pharmakologische Antagonisten an nicotinergen Rezeptoren
zu wirken) und (ii) die Neurotransmittersekretion zu inhibieren und
folglich die mit diesen Krankheiten einhergehenden Symptome zu verhindern
oder zu supprimieren. Außerdem
wird erwartet, dass die Verbindungen das Potenzial besitzen, um
(i) die Anzahl der nicotinerg-cholinergen Rezeptoren im Gehirn des
Patienten zu steigern, (ii) neuroprotektive Wirkungen aufzuweisen
und (iii) wenn in wirksamen Mengen eingesetzt, keine nennenswerten
unerwünschten
Nebenwirkungen (z. B. signifikante Erhöhungen des Blutdrucks und der
Herzfrequenz, signifikante negative Effekte auf den Gastrointestinaltrakt
und signifikante Effekte auf die Skelettmuskulatur) zu verursachen.
Es wird angenommen, dass die erfindungsgemäßen pharmazeutischen Zusammensetzungen
in Bezug auf die Prävention
und Behandlung verschiedener Erkrankungen und 1 Störungen sicher
und wirksam sind.
-
Die vorstehenden und anderen erfindungsgemäßen Aspekte
werden ausführlich
in der nachstehend dargelegten detaillierten Beschreibung und in
den Beispielen erläutert.
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Gegenstand der vorliegenden Erfindung
sind Verbindungen der allgemeinen Formel I:
worin X
1,
X individuell Stickstoff oder Kohlenstoff gebunden an eine Substituentenspezies
sind, die unabhängig
aus der Gruppe ausgewählt
ist, bestehend aus:
F, Cl, Br, I, R', NR'R'', CF
3, OH, NO
2, C
2R', SH, SCH
3, N
3, SO
2CH
3, OR', SR', C(=O)NR'R'',
NR'C(=O)R', C(=O)R', C(=O)OR', (CH
2)
qOR',
OC(=O)R', OC(=O)NR'R'' und
NR'C(=O)OR', worin R' und R'' individuell Wasserstoff oder C
1- bis C
10-Alkyl
sind; q eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist; A, A' und A'' unabhängig aus
der Gruppe ausgewählt
sind, bestehend aus H, F, Cl, Br, I, R', NR'R'', CF
3, OH, NO
2, C
2R', SH, SCH
3, N
3, SO
2CH
3, OR', SR', C(=O)NR'R'', NR'C(=O)R', C(=O)R', C(=O)OR', (CH
2)
qOR', OC(=O)R', OC(=O)NR'R'' und
NR'C(=O)OR', worin R' und R'' individuell Wasserstoff oder C
1- bis C
10-Alkyl,
bevorzugt C
1-C
6-Alkyl
und bevorzugter Methyl, Ethyl, Isopropyl oder Isobutyl sind; q eine
ganze Zahl von 1 bis 6 ist; Z' ein
Substituent, ausgewählt
aus C
1-C
10-Alkyl,
Aryl, Aralkyl, Halo, Hydroxyl, C
1-10-Alkoxyl,
C
1-10-Alkylhydroxy, Cyano und Mercapto ist;
j eine ganze Zahl von 0 bis 5, bevorzugt 0 oder 1 und am bevorzugtesten
0 ist; und die Wellenlinie in der Struktur anzeigt, dass die Verbindung
in der Form eines Enantiomers oder eines Diastereomers vorhanden sein
kann; Z'' Wasserstoff oder
ein Substituent, ausgewählt
aus C
1-10-Alkyl, Aryl, Aralkyl, Halo, Hydroxyl, C
1-10-Alkoxyl, C
1-10-Alkylhydroxy,
Cyano und Mercapto ist; Y für
C=O, C(OH)R' oder
CHA steht, worin R' Wasserstoff
oder C
1- bis C
10-Alkyl
ist; und die Wellenlinie in der Struktur anzeigt, dass bestimmte
Verbindungen, abhängig
von der Platzierung der Substituentengruppen am 1-Ara-tricyclo[3.3.1.1
3,7]decan-Anteil der Verbindung, in der Form
von Enantiomeren oder Diastereomeren vorhanden sein können. Für bestimmte
bevorzugte Verbindungen ist X' Kohlenstoff,
gebunden an einen Substituenten, bei dem es sich nicht um Wasserstoff
handelt (d. h. derartige Verbindungen sind 5-substituierte 3-Pyridyl-Verbindungen).
Es ist außerdem
stark bevorzugt, dass A Wasserstoff ist, es ist bevorzugt, dass
A' Wasserstoff ist und
in der Regel A'' Wasserstoff ist.
Im Allgemeinen sind sowohl A als auch A' Wasserstoff; manchmal sind A und A' Wasserstoff und
A'' ist Halo, OR', OH, NR'R'',
SH oder SR'; und
oft sind A, A' und
A'' alle Wasserstoff.
R' und R'' können
ein geradkettiges oder verzweigtes Alkyl sein, Z'' schließt Wasserstoff oder
Z' (worin Z' wie zuvor definiert
ist), bevorzugt Wasserstoff ein. Z' ist bevorzugt an eines der beiden Kohlenstoffatome, α an Y gebunden.
Y schließt
C=O, C(OH)R', oder
C-A (worin A wie zuvor definiert ist) ein, bevorzugt ist Y jedoch
CH
2. Die in der allgemeinen Formel I dargestellten
Verbindungen sind optisch aktiv und können in der Form von Racematen
und Enantiomeren bereitgestellt und verwendet werden.
-
Eine beispielhafte Verbindung ist 5-Aza-1-(hydroxymethyl)-6-(3-pyridyl)tricyclo[3.3.1.13,7]decan-2-on, worin A, A' und A'' jeweils Wasserstoff sind, X für CH steht,
X' Stickstoff ist,
Y für C=O
steht, Z'' für CH2OH steht und j für 0 steht. Eine andere beispielhafte
Verbindung ist 5-Aza-6-(3- pyridyl)tricyclo[3.3.1.13,7]decan-2-on, worin A, A' und A'' jeweils Wasserstoff sind, X für CH steht,
X' Stickstoff ist,
j für 0
steht, Z'' für H steht
und Y für
C=O steht. Eine andere beispielhafte Verbindung ist 5-Aza-6-(3-pyridyl)tricyclo[3.3.1.13,7]decan-2-ol, worin A, A' und A'' jeweils Wasserstoff sind, X für CH steht,
X' Stickstoff ist,
Y für CH2OH steht, j für 0 steht und Z'' für
H steht. Diese Verbindungen sind insbesondere als Intermediärprodukte
zur Herstellung anderer erfindungsgemäßer Verbindungen nützlich.
-
Eine beispielhafte erfindungsgemäße Verbindung
ist 1-Aza-2-(3-pyridyl)tricyclo[3.3.1.13,7]decan,
worin A, A' und
A'' jeweils Wasserstoff
sind, X für CH
steht, X' Stickstoff
ist, Y für
CH2 steht, j für 0 steht, Z" für H steht
und X für
CH steht. Eine andere beispielhafte erfindungsgemäße Verbindung
ist 1-Aza-2-(5-bromo(3-pyridyl))tricyclo[3.3.1.1.3,7]decan, worin A, A' und A'' jeweils
Wasserstoff sind, X für CBr
steht, X' Stickstoff
ist, Y für
CH2 steht, j für 0 steht und Z'' für
H steht. Eine andere beispielhafte erfindungsgemäße Verbindung ist 1-Aza-2-[5-amino-(3-pyridyl)]tricyclo[3.3.1.13,7]decan, worin A, A' und A'' jeweils
Wasserstoff sind, X für
CNH2 steht, X' Stickstoff ist, Y für CH2 steht,
j für 0
steht und Z'' für H steht.
Eine andere beispielhafte erfindungsgemäße Verbindung ist 1-Aza-2-[5-ethoxy-(3-pyridyl)]tricyclo[3.3.1.13,7]decan, worin A, A' und A'' jeweils
Wasserstoff sind, Y für
CH2 steht, j für 0 steht, Z'' für
H steht, X für
COCH2CH3 steht und
X' Stickstoff ist.
Eine andere beispielhafte erfindungsgemäße Verbindung ist 1-Aza-2-[5-isopropoxy-(3-pyridyl)]tricyclo[3.3.1.13,7]decan, worin A, A' und A'' jeweils
Wasserstoff sind, Y für
CH2 steht, j für 0 steht, Z'' für
H steht, X für
COC3H7 steht und
X' Stickstoff ist.
Eine andere beispielhafte erfindungsgemäße Verbindung ist 5-Aza-6-[5-bromo-(3-pyridyl)]tricyclo[3.3.1.13,7]decan-2-ol, worin A, A' und A'' jeweils Wasserstoff sind, X für CBr steht,
X' Stickstoff ist,
Y für CH2OH steht, j für 0 steht und Z" für H steht.
-
Die Art und Weise, in der die erfindungsgemäßen 1-Aza-2-(3-pyridyl)-tritcyclo[3.3.1.13,7]decane synthetisch hergestellt werden
können,
ist wie folgt: 3-Aminopyridin, das im Handel von der Aldrich Chemical
Co. erhältlich
ist, kann durch Reaktion mit Benzophenon gemäß dem in US-Patent Nr. 5,510,355
an Bencherif et al. beschriebenen Verfahren, dessen Offenbarung
hierin in seiner Gesamtheit eingeschlossen ist, in die Schiffsche
Base, 2-Aza-1,1-diphenyl-3-(3-pyridyl)-prop-1-en, umgewandelt werden.
Diese Schiffsche Base wird dann mit dem O-Mesylat-Derivat von 1,4-Dioxaspiro[4,5]decan-8-ol
das gemäß dem Verfahren
von Braem et al., Org. Mass Spectrom., 1982, 17(2), 102 hergestellt
werden kann) in trockenem THF bei –78°C in Gegenwart von Lithiumdiisopropylamid
zur Reaktion gebracht, um das Intermediärprodukt 8-[2-Aza-3,3-diphenyl-1-(3-pyridyl)-prop-2-enyl]-1,4-dioxaspiro[4.5]decan
herbeizuführen.
Dieses Intermediärprodukt
wird dann mit 2% H2SO4 und
Paraformaldehyd behandelt, um ein Gemisch aus 5-Aza-1-(hydroxymethyl)-6-(3-pyridyl)tricyclo[3.3.1.13,7]decan-2-on und 5-Aza-6-(3-pyridyl)tricyclo-[3.3.1.13,7]decan-2-on herbeizuführen. Die Fraktionierung des
Gemischs über
die Silikagel-Chromatographie
ergibt reine Proben dieser beiden Produkte. 5-Aza-1-(hydroxymethyl)-6-(3-pyridyl)tricyclo[3.3.1.13,7]decan-2-on wurde als ein Diastereomeren-Gemisch
erhalten. Die Reduktion von 5-Aza-6-(3-pyridyl)tricyclo[3.3.1.13,7]-decan-2-on mit Hydrazin und KOH in Ethylenglycol,
wobei das von Huang Minion beschriebene allgemeine Verfahren verwendet
wird (siehe Literaturhinweis J. Amer. Chem. Soc., 1946, 68, 2487)
oder durch Reaktion des Ketons mit Tosylhydrazin und Behandlung
des resultierenden Tosylhydrazid-Derivats mit Natriumcyanoborhydrid,
um 1-Aza-2-(3-pyridyl)tricyclo[3.3.1.13,7]decan
herbeizuführen.
-
5-Aza-6-(3-pyridyl)-tricyclo[3.3.1.13,7]decan-2-on kann auch mit Natriumborhydrid
in Methanol, wie für
die Reduktion von Kampfer in Introduction to Organic Laboratory
Techniques, zweite Auflage, S. 156, Saunders College Publishing
Co. beschrieben, reduziert werden, um 5-Aza-6-(3-pyridyl)-tricyclo[3.3.1.13,7]decan-2-ol als ein Gemisch aus chromatographisch
nicht trennbaren Diastereomeren herbeizuführen.
-
Die Art und Weise, in der bestimmte
erfindungsgemäße 5-substituierte
3-Pyridyl-Verbindungen synthetisch hergestellt werden können, kann
variieren. So können
zum Beispiel 3-(5-Bromo-3-pyridyl)-enthaltende Verbindungen unter Verwendung
einer im Fach bekannten Kombination synthetischer Verfahren hergestellt
werden. 2-[3-(5-Bromopyridyl)]-substituierte Analoga der 1-Azatricyclo[3.3.1.13,7]decane können alle von der 5-Bromonicotinsäure ausgehend
hergestellt werden, die im Handel von der Aldrich Chemical Co erhältlich ist.
Die 5-Bromonicotinsäure
wird in das mit Ethylchlorformiat gemischte Anhydrid umgewandelt
und mit Lithiumaluminiumhydrid/Tetrahydrofuran (THF) bei –78°C reduziert,
um – wie
von Ashimori et al., Chem. Pharm. Bull. 38: 2446 (1990) berichtet – 5-Bromo-3-hydroxymethylpyridin
herbeizuführen.
Als Alternative wird die 5-Bromonicotinsäure in Gegenwart von Schwefelsäure und
Ethanol verestert, und der intermediäre Ester wird mit zum Erhalt
von 5-Bromo-3-hydroxymethylpyridin mit Natriumborhydrid gemäß den in
C. F. Natatis, et al., Org. Prep. and Proc. Int. 24: 143 (1992)
berichteten Verfahren reduziert. Das resultierende 5-Bromo-3-hydroxymethylpyridin kann
dann unter Verwendung einer Modifikation der Verfahren von O. Mitsunobu,
Synthesis 1 (1981) in das 5-Bromo-3-aminomethylpyridin oder über die
Behandlung von 5-Bromo-3-hydroxymethylpyridin
mit Thionylchlorid und Reaktion des resultierenden 5-Bromo-3-chloromethylpyridins
mit wässrigem
Ammoniak/Ethanol gemäß North
et al., WO 95/28400, umgewandelt werden. 5-Bromo-3-aminomethylpyridin
kann unter Verwendung von Verfahren, die zu den hierin vorstehend
für die
Herstellung von 1-Aza-2-(3-pyridyl)tricyclo[3.3.1.13,7]decan
beschriebenen analog sind, in 1-Aza-2-[5-bromo-(3-pyridyl)]tricyclo(3.3.1.13,7]decan umgewandelt werden.
-
Die Art und Weise, in der die erfindungsgemäßen 5-Bromo-3-pyridyl-Analoga
1-Aza-2-(3-pyridyl)tricyclo[3.3.1.13,7]decane synthetisch hergestellt werden
können,
ist analog zu der Synthese der hierin vorstehend beschriebenen entsprechenden
nicht substituierten Ausgangsverbindungen, außer dass 5-Bromo-3-aminomethylpyridin
(siehe US-Patentanmeldung, laufende Nr. 08/885,397, angemeldet am 30.
Juni 1997, dessen Offenbarung hierin unter Bezugnahme auf seine
Gesamtheit eingeschlossen ist) anstelle von 3-Aminomethylpyridin
bei der Bildung der Schiffschen Base, 2-Aza-1,1-diphenyl-3-[3-(5-bromopyridyl)]-prop-1-en
aus der Reaktion mit Benzophenon, wie in der US-Patentanmeldung,
laufende Nr. 08/885,397, angemeldet am 30. Juni 1997, beschrieben,
verwendet wird. Danach wird die 5-Bromo-Schiff-Base dem gleichen Verfahren,
wie für
die Herstellung der nicht substituierten Ausgangsverbindungen beschrieben,
unterzogen.
-
Eine Anzahl der in den vorstehend
erwähnten
Verbindungen am C-5 des Pyridinrings substituierten Analoga kann
aus der entsprechenden 5-Bromoverbindung hergestellt werden. So
können
zum Beispiel die 5-Amino-substituieren Verbindungen und 5-Alkylamino-substituierten
Verbindungen aus der entsprechenden 5-Bromoverbindung unter Verwendung
der in C. Zwart, et al., Recueil Trav. Chim. Pays-Bas 74: 1062 (1955)
beschriebenen allgemeinen Verfahren hergestellt werden. 5-Alkoxy-substituierte Analoga
können
aus der entsprechenden 5-Bromoverbindung unter Verwendung der in
D. L. Comins, et al., J. Org. Chem. 55: 69 (1990) und H. J. Den
Hertog et al., Recl. Trav. Chim. Pays-Bas 74: 1171 (1955) beschriebenen
allgemeinen Verfahren hergestellt werden. 5-Ethynyl-substituierte
Verbindungen können aus
der entsprechenden 5-Bromoverbindung unter Verwendung der in N.
D. P. Cosford et al., J. Med. Chem. 39: 3235 (1996) beschriebenen
allgemeinen Verfahren hergestellt werden. Die 5-Ethynyl-Analoga können in
das entsprechende 5-Ethenyl und anschließend die entsprechenden 5-Ethyl-Analoga durch
aufeinanderfolgende katalytische Hydrierungsreaktionen unter Verwendung
von Verfahren, die dem Fachmann auf dem Gebiet der organischen Synthese
bekannt sind, umgewandelt werden. 5-Azido-substituierte Analoga können aus
der entsprechenden 5-Bromoverbindung durch Reaktion mit Natriumazid
in Dimethylformamid unter Verwendung der dem Fachmann auf dem Gebiet
der organischen Synthese bekannten Verfahren hergestellt werden. 5-Alkylthio-substituierte
Analoga können
aus der entsprechenden 5-Bromoverbindung durch Reaktion mit einem
entsprechenden Alkylmercaptan in Gegenwart von Natrium unter Verwendung
von Verfahren, die dem Fachmann auf dem Gebiet der organischen Synthese
bekannt sind, hergestellt werden.
-
Eine Anzahl von 5-substituierten
Analoga der vorstehend erwähnten
Verbindungen können
aus den entsprechenden 5-Aminoverbindungen über die intermediären 5-Diazoniumsalze
synthetisiert werden. Unter den anderen 5-substituierten Analoga,
die aus den intermediären
5-Diazoniumsalzen hergestellt werden können, befinden sich: 5-Hydroxy-Analoga,
5-Fluoro-Analoga, 5-Chloro-Analoga, 5-Bromo-Analoga, 5-Iodo-Analoga, 5-Cyano-Analoga
und 5-Mercapto-Analoga. Diese Verbindungen können unter Verwendung der in
Zwart et al. vorstehend dargelegten allgemeinen Verfahren synthetisiert
werden. 5-Hydroxy-substituierte Analoga können zum Beispiel aus der Reaktion
der entsprechenden intermediären
5-Diazoniumsalze mit Wasser hergestellt werden. Die 5-Fluoro-substituierten
Analoga können aus
der Reaktion der intermediären
5-Diazoniumsalze mit Fluoroborsäure
hergestellt werden. Die 5-Chloro-substituierten
Analoga können
aus der Reaktion der 5-Aminoverbindung mit Natriumnitrit und Salzsäure in Gegenwart
von Kupferchlorid hergestellt werden. Die 5-Cyano-substituierten
Analoga können
aus der Reaktion des entsprechenden intermediären 5-Diazoniumsalzes mit Kaliumkupfercyanid
hergestellt werden. Die 5-Amino-substituierten Analoga können auch
durch Reaktion mit rauchender Schwefelsäure und Peroxid gemäß den in
Y. Morisawa, J. Med. Chem. 20: 129 (1977) zur Umwandlung eines Aminopyridins
in ein Nitropyridin beschriebenen allgemeinen Verfahren in das entsprechende 5-Nitro-Analogon
umgewandelt werden. Entsprechende intermediäre 5-Diazoniumsalze können auch zur
Synthese von Mercapto-substituierten Analoga unter Verwendung der
in J. M. Hoffman et al., J. Med. Chem. 36: 953 (1993) beschriebenen
allgemeinen Verfahren verwendet werden. Die 5-Mercapto-substituierten
Analoga können
wiederum durch Reaktion mit Natriumhydrid und einem entsprechenden
Alkylbromid unter Verwendung der dem Fachmann auf dem Gebiet der
organischen Synthese bekannten allgemeinen Verfahren in die 5-Alkylthio-substituierten Analoga
umgewandelt werden. Die 5-Acylamido-Analoga der vorstehend erwähnten Verbindungen können durch
Reaktion der entsprechenden 5-Aminoverbindungen mit einem entsprechenden
Säureanhydrid
oder Säurechlorid
unter Verwendung von Verfahren, die dem Fachmann auf dem Gebiet
der organischen Synthese bekannt sind, hergestellt werden.
-
Die 5-Hydroxy-substituierten Analoga
der vorstehend erwähnten
Verbindungen können
zur Herstellung von entsprechenden 5-Alkanoyloxy-substuierten Verbindungen
durch Reaktion mit der entsprechenden Säure, Säurechlorid oder Säureanhydrid
unter Verwendung von Verfahren, die dem Fachmann auf dem Gebiet
der organischen Synthese bekannt sind, verwendet werden.
-
Die 5-Cyano-substituierten Analoga
der vorstehend erwähnten
Verbindungen können
unter Verwendung von Verfahren, die dem Fachmann auf dem Gebiet
der organischen Synthese bekannt sind, zur Herbeiführung der
entsprechenden 5-Carboxamido-substituierten Verbindungen hydrolysiert
werden. Weitere Hydrolyse resultiert in der Bildung der entsprechenden
5-Carbonsäure-substituierten
Analoga. Die Reduktion der 5-Cyano-substituierten Analoga mit Lithiumaluminiumhydrid
führt zu
dem entsprechenden 5-Aminomethyl-Analogon.
-
Die 5-Acyl-substituierten Analoga
können aus
entsprechenden 5-Carbonsäure-substituierten Analoga
durch Reaktion mit einem entsprechenden Alkyllithium unter Verwendung
von dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt werden.
-
Die 5-Carbonsäure-substituierten Analoga der
vorstehend erwähnten
Verbindungen können durch
Reaktion mit einem entsprechenden Alkohol gemäß den Verfahren, die dem Fachmann
auf dem Gebiet der organischen, Synthese bekannt sind, in den entsprechenden
Ester umgewandelt werden. Verbindungen mit einer Estergruppe an
der 5-Pyridylposition können
mit Natriumborhydrid oder Lithiumaluminiumhydrid unter Verwendung
von Verfahren, die dem Fachmann auf dem Gebiet der organischen Synthese
bekannt sind, zur Herstellung des entsprechenden 5-Hydroxymethyl-substituierten
Analogons reduziert werden. Diese Analoga können wiederum durch Reaktion
mit Natriumhydrid und einem entsprechenden Alkylhalid unter Verwendung üblicher Verfahren
in Verbindungen umgewandelt werden, die einen Etherteil an der 5-Pyridylposition
tragen. Als Alternative können
die 5-Hydroxymethyl-substituierten Analoga mit Tosylchlorid zur
Reaktion gebracht werden, um das entsprechende 5-Tosyloxymethyl-Analogon
bereitzustellen. Die 5-Carbonsäure-substituierten
Analoga können
auch durch Reaktion mit einem entsprechenden Alkylamin und Thionylchlorid
unter Verwendung von dem Fachmann bekannten Verfahren in das entsprechende
5-Alkylaminoacyl-Analogon umgewandelt werden. Die 5-Acyl-substituierten Analoga
der vorstehend erwähnten
Verbindungen können
aus der Reaktion der entsprechenden 5-Carbonsäure-substituierten Verbindung mit einem
entsprechenden Alkyllithiumsalz unter Verwendung von Verfahren,
die dem Fachmann auf dem Gebiet der organischen Synthese bekannt
sind, hergestellt werden.
-
Die 5-Tosyloxymethyl-substituierten-Analoga
der vorstehend erwähnten
Verbindungen können in
die entsprechenden 5-Methyl-substituierten Verbindungen durch Reduktion
mit Lithiumaluminiumhydrid unter Verwendung von Verfahren, die dem
Fachmann auf dem Gebiet der organischen Synthese bekannt sind, umgewandelt
werden. 5-Tosyloxymethyl-substitierte Analoga der vorstehend erwähnten Verbindungen
können
auch zur Herstellung von 5-Alkyl-substituierten Verbindungen über die
Reaktion mit einem Alkyllithiumsalz unter Verwendung von Verfahren,
die dem Fachmann auf dem Gebiet der organischen Synthese bekannt
sind, verwendet werden.
-
Die 5-Hydroxy-substituierten Analoga
der vorstehend erwähnten
Verbindungen können
zur Herstellung von 5-N-Alkylcarbamoyloxy-substituierten Verbindungen
durch Reaktion mit N-Alkylisocyanaten unter Verwendung von Verfahren,
die dem Fachmann auf dem Gebiet der organischen Synthese bekannt
sind, verwendet werden. Die 5-Amino-substituierten Analoga der vorstehend
erwähnten Verbindungen
können
zur Herstellung von 5-N-Alkoxycarboxamido-substituierten Verbindungen
durch Reaktion mit Alkylchlorformiatestern unter Verwendung von
Verfahren, die dem Fachmann auf dem Gebiet der organischen Synthese
bekannt sind, verwendet werden.
-
Analoge chemische Zusammensetzungen zu
denen, die hierin vorstehend zur Herstellung der 5-substituierten
Analoga der Azatricyclo-Analoga beschrieben wurden, können zur
Synthese von 2-, 4- und 6-substituierten Analoga unter Verwendung
des entsprechenden 2-, 4- oder 6-Aminopyridyl-Intermediärprodukts, gefolgt von Diazotierung
zu dem entsprechenden Diazoniumsalz und dann unter Verwendung der
gleichen Verfahren zur Einführung
einer Reihe verschiedener Substituenten in den Pyridinring, wie
für die
vorstehend 5-substituierten Analoga beschrieben, erarbeitet werden.
Auf ähnliche
Weise können
unter Verwendung von 2-, 4- oder 6-Bromopyridyl-Derivaten von den
vorstehenden Azatricyclo-Analoga und Aussetzen eines jeden dieser
Derivate gegenüber
den gleichen Verfahren, wie für
die Einführung
von 5-Substituenten in den Pyridylring aus den entsprechenden 5-Bromo-Präkursoren
dieser Azatricyclo-Analoga in der vorstehend beschriebenen Weise,
zusätzliche
2-, 4- oder 6-Substituenten erhalten werden.
-
Chirale Hilfsreagenzien, die in der
Literatur berichtet wurden, können
in der Synthese der reinen Enantiomeren der vorstehend beschriebenen 1-Aza-2-(3-pyridyl)-tricyclo[3.3.1.13,7]decane, 1-Aza-2-[5-amino-(3-pyridyl)]tricyclo[3.3.1.13,7]decane, 1-Aza-2-[5-ethoxy-(3-pyridyl)]tricyclo[3.3.1.13,7]decane, 1-Aza-2-[5-isopropoxy-(3-pyridyl)]tricyclo[3.3.1.13,7]decane, 1-Aza-2-[5-bromo-(3-pyridyl)]tricyclo[3.3.1.13,7]decane und 5-Aza-6-[5-bromo-(3-pyridyl)]tricyclo(3.3.1.13,7]decan-2-ole verwendet werden. D. Enders
und U. Reinhold, Liebigs Ann. 11 (1996); D. Enders und D. L. Whitehouse,
Synthesis 622 (1996)). Ein Ansatz kann unter Verwendung von (+)-2-Amino-3-phenylethanol (oder
seinem (–)-Enantiomer),
das mit einem angemessen substituierten 3-Pyridincarboxaldehyd in
Gegenwart einer optisch reinen Aminosäure als ein chirales Hilfsmittel
zur Reaktion gebracht wird, gefolgt von Behandlung mit dem erforderlichen
Pyranomagnesiumbromid-Reagenz und N-Deprotektion (über Hydrogenolyse),
zur Herbeiführung
der chiral reinen Pyrano-Präkursoren
der vorstehend erwähnten
Azatricyclo-Verbindungen durchgeführt werden. Ein zweites alternatives
Verfahren besteht in der Verwendung des chiralen Hilfsmittels, (S)-1-Amino-2-methyloxymethytpyrrolidin
(SAMP) oder (S)-1-Amino-2-(1-methoxy-1-methylethyl)-pyrrolidin (SADP) oder
ihrer entsprechenden R-Isomere, die mit einem entsprechend substituierten
3-Pyridincarboxaldehyd zur Bildung des entsprechenden Oxims zur
Reaktion gebracht werden. Die Behandlung des Oxims mit dem erforderlichen
Dioxaspiro[4,5]decyl-Magnesiumbromid, gefolgt durch Deprotektion
mit Natrium/flüssigem
Ammoniak, führt
den entsprechend chiral reinen Pyrano-Präkursor der vorstehend erwähnten Azatricyclo-Verbindungen
herbei. Ein drittes alternatives Verfahren besteht in der Verwendung von
(+)- oder (–)-α-Pinanon
anstelle von Benzophenon bei der Bildung des entsprechenden Schiff-Basen-Präkursors,
der in der Synthese der vorstehend erwähnten Azatricyclo-Verbindungen
verwendet wird. Siehe die im US-Patent Nr. 5,510,355 an Bencherif
et al. offenbarten Typen der chemischen Zusammensetzungen. So wird
zum Beispiel (+)-α-Pinanon
mit einem angemessen substituierten 3-Aminomethylpyridin zur Bildung
der entsprechenden Schiffschen Base, die dann anstelle des entsprechenden
N-Diphenylmethyliden-3-aminomethylpyridins durch Reaktion mit dem
erforderlichen Dioxaspiro[4,5]decan-8-methansulfonat- oder Dioxaspiro[4,5]decan-8-halid-Intermediärprodukt
in der Gegenwart von LDA, gefolgt von N-Deprotektion in NH2OH/Essigsäure zur Reaktion gebracht,
um den entsprechend chiral reinen Pyrano-Präkursor der vorstehend erwähnten Azatricyclo-Verbindungen herbeizuführen.
-
Im Fall der 2-substituierten 1-Azatricyclo[3.3.1.13,7]decane führen die vorstehenden enantioselektiven
synthetischen Verfahren zu Isomeren mit definierter Stereochemie
an C-2 des 1-Aza-2-(3-pyridyl)-tricyclo[3.3.1.13,7]decanrings.
-
Gegenstand der vorliegenden Erfindung
sind nicotinerge Antagonisten. Gegenstand der vorliegenden Erfindung
sind auch Verfahren zur Bereitstellung von Prävention oder Behandlung von
Erkrankungen oder Störungen
bei einem Patienten, der für
eine derartige Erkrankung oder Störung anfällig ist und zur Bereitstellung
von Behandlung für
einen Patienten, der an einer Erkrankung oder Störung leidet. So umfasst das
Verfahren zum Beispiel die Verabreichung an einen Patienten einer
Menge einer Verbindung, die bei der Bereitstellung eines Grades
der Prävention
der Progression einer Störung,
wie zum Beispiel einer ZNS-Störung
(d. h. Bereitstellung protektiver Wirkungen), Besserung der Symptome
der Störung und/oder
Besserung bezüglich
des Wiederauftretens der Störung
wirksam ist. Die erfindungsgemäßen Verfahren
umfassen insbesondere die Verabreichung an einen Patienten, der
ihrer bedarf, einer Menge einer Verbindung, ausgewählt aus
der Gruppe von Verbindungen der hierin vorstehenden allgemeinen
Formel I, welche Menge bei der Prävention oder Behandlung der
Erkrankung oder Störung,
von der der Patient betroffen ist, wirksam ist. Gegenstand der vorliegenden
Erfindung sind ferner pharmazeutische Zusammensetzungen, die Verbindungen
der vorstehenden allgemeinen Formel I einschließen.
-
Die Verbindungen können in
der Form einer freien Base oder in einer Salzform (z. B. als pharmazeutisch
verträgliche
Salze) eingesetzt werden. Beispiele geeigneter pharmazeutisch verträglicher
Salze schließen
anorganische Säureadditionssalze,
wie zum Beispiel Hydrochlorid, Hydrobromid, Sulfat; Phosphat und
Nitrate; organische Säureadditionssalze,
wie zum Beispiel Acetat, Galactarat, Propionat, Succinat, Lactat,
Glycolat, Malat, Tartrat, Citrat, Maleat, Fumarat, Methansulfonat,
Salicylat, p-Toluensulfonat und Ascorbat; Salze mit sauren Aminosäuren, wie
zum Beispiel Aspartat und Glutamat; Alkalimetallsalzen, wie zum
Beispiel Natriumsalz und Kaliumsalz; Erdalkalimetallsalze, wie zum
Beispiel Magnesiumsalz und Calciumsalz; Ammoniumsalz; organische
basische Salze, wie zum Beispiel Trimethylaminsalz, Triethylaminsalz,
Pyridinsalz, Picolinsalz, Dicyclohexylaminsalz und N,N-Dibenzylethylendiaminsalz;
und Salze mit basischen Aminosäuren,
wie zum Beispiel das Lysinsalz und Argininsalze ein. Die Salze können in
einigen Fällen
Hydrate oder Ethanol-Solvate sein.
-
Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind vorteilhaft
bei therapeutischen Applikationen, die eine selektive Inhibition
an bestimmten nicotinergen Rezeptor-Subtypen erforderlich machen;
das heißt, die
Verbindungen wirken an bestimmten nicotinergen Rezeptor-Subtypen
als Antagonisten. Die erfindungsgemäßen pharmazeutischen Zusammensetzungen
sind zur Prävention
und Behandlung einer weiten Reihe verschiedener Erkrankungen oder
Störungen
nützlich.
Die erfidungsgemäßen Verbindungen
sind zur Behandlung bestimmter ZNS-Erkrankungen und -Störungen,
wie zum Beispiel bei der Bereitstellung von Neuroprotektion, bei
für Konvulsionen
anfälligen
Patienten, bei der Behandlung der Depression, bei der Behandlung
von Autismus, bei der Behandlung bestimmter neuroendokriner Störungen und
beim Management eines Schlaganfalls nützlich. Die erfindungsgemäßen Verbindungen
sind auch bei der Behandlung von Hypertonie, zur Bewirkung von Gewichtsverlust,
bei der Behandlung von Typ-II-Diabetes oder als antibakterielle
oder antivirale Mittel nützlich.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen
sind – wenn
angemessen radioaktiv markiert – auch
als Sonden in Life-Science-Applikationen
(z. B als selektive Sonden bei Neuroimaging-Applikationen) nützlich.
Erfindungsgemäße Verbindungen
können
beispielsweise zur Inhibition der Interaktion viraler Proteine mit
nicotinergen Rezeptoren verwendet werden. Siehe Bracci et al., FEES
Letters. 311(2): 115–118
(1992). Siehe zum Beispiel auch die Typen von Erkrankungen und Störungen,
die mittels nicotinerger Verbindungen behandelt werden, wie in PCT WO
94/08992 und PCT WO 96/31475 und US-Patenten Nr. 5,583,140 an Bencherif
et al., 5,597,919 an Dull et al. und 5,604,231 an Smith et al. dargelegt wurde.
-
Die erfindungsgemäßen pharmazeutischen Zusammensetzungen
können
auch verschiedene andere Komponenten als Zusatzstoffe oder Hilfsmittel
einschließen.
Beispielhafte pharmazeutisch verträgliche Komponenten oder Hilfsmittel,
die in relevanten Umständen
eingesetzt werden, schließen
Antioxidanzien, Fängersubstanzen
für freie
Radikale, Peptide, Wachstumsfaktoren, Antibiotika, Bakteriostatika,
Immunsuppressiva, Puffer, Entzündungshemmer,
Antipyretika, Bindemittel mit protrahierter Freisetzung, Anästhetika,
Steroide und Corticosteroide ein. Derartige Komponenten können zusätzliche therapeutische
Vorteile bereitstellen, wirken, um die therapeutische Wirkung der
pharmazeutischen Zusammensetzung zu beeinflussen oder wirken, um jedwede
potenziellen Nebenwirkungen zu verhindern, die sich aufgrund der
Verabreichung der pharmazeutischen Zusammensetzung ergeben könnten. Unter
gewissen Umständen
kann eine erfindungsgemäße Verbindung
als Teil einer pharmazeutischen Zusammensetzung mit anderen Verbindungen
zur Prävention
oder Behandlung einer bestimmten Störung eingesetzt werden.
-
Die Art und Weise, in der die Verbindungen verabreicht
werden, kann variieren. Die Verbindungen können durch Inhalation (z. B.
in der Form eines Aerosols entweder nasal oder unter Verwendung
von Abgabevorrichtungen des in US-Patent Nr. 4,922,901 an Brooks
et al. dargelegten Typs, deren Offenbarung hierin unter Bezugnahme
in ihrer Gesamtheit eingeschlossen ist); topisch (z. B. in der Form
einer Lotion); oral (z. B. in flüssiger
Form in einem Lösungsmittel,
wie zum Beispiel einer wässrigen
oder nicht wässrigen
Flüssigkeit
oder in einem festen Träger);
intravenös
(z. B. in einer Glucose- oder Kochsalzlösung); als eine Infusion oder
Injektion (z. B. als eine Suspension oder als eine Emulsion in einer
pharmazeutisch verträglichen
Flüssigkeit oder
einem Gemisch von Flüssigkeiten);
intrathekal; intracerebroventrikulär; oder transdermal (z. B.
unter Verwendung eines transdermalen Pflasters) verabreicht werden.
Obwohl es möglich
ist, die Verbindungen in der Form einer aktiven Bulk-Chemikalie
zu verabreichen, ist es bevorzugt, jede Verbindung in der Form einer
pharmazeutischen Zusammensetzung oder Formulierung zur effizienten
und wirksamen Verabreichung darzureichen. Beispielhafte Verfahren
zur Verabreichung dieser Verbindungen werden vom Fachmann erkannt
werden. So können
die Verbindungen zum Beispiel in der Form einer Tablette, einer
Hartgelatinekapsel oder einer Kapsel mit protrahierter Wirkstofffreisetzung
verabreicht werden. Als ein weiteres Beispiel können die Verbindungen transdermal
unter Verwendung der von Novartis und der Alza Corporation angebotenen
Typen der Pflastertechnologien abgegeben werden. Die Verabreichung
der erfindungsgemäßen pharmazeutischen Zusammensetzungen
können
intermittierend oder bei einer graduellen, kontinuierlichen, konstanten oder
kontrollierten Rate an ein warmblütiges Tier (z. B. einen Säuger, wie
zum Beispiel eine Maus, eine Ratte, ein Katze, ein Kaninchen, einen
Hund, ein Schwein, eine Kuh oder einen Affen) erfolgen; wird aber
vorteilhafter bevorzugt an einen Menschen verabreicht. Außerdem können die
Tageszeit und, wie oft die pharmazeutische Formulierung pro Tag verabreicht
wird, variieren. Die Verabreichung erfolgt bevorzugt dergestalt,
dass die Wirkstoffe der pharmazeutischen Formulierung mit den Rezeptororten
im Körper
des Patienten, welche sich auf die Funktion des ZNS auswirken, interagieren.
Bei der Behandlung einer ZNS-Störung
erfolgt die Verabreichung spezifischer bevorzugt dergestalt, um
die Wirkung auf diese relevanten Rezeptor-Subtypen (z. B. diejenigen,
die eine Wirkung auf die Funktion des ZNS ausüben) zu optimieren, während sie
die Wirkungen auf die Rezeptor-Subtypen in Muskeln und Ganglien minimieren.
Andere geeignete Verfahren zur Verabreichung der erfindungesgemäßen Verbindungen werden
in US-Patent Nr. 5,604,231 an Smith et al. beschrieben, deren Offenbarung
hierin unter Bezugnahme auf ihre Gesamtheit eingeschlossen ist.
-
Erfindungsgemäße Verbindungen binden an relevante
Rezeptoren und sind Antagonisten (d. h. sie inhibieren relevante
Rezeptor-Subtypen). Konzentrationen, bestimmt als die Verbindungsmenge pro
Volumen des Rezeptor enthaltenden Gewebes, stellen in der Regel
ein Maß des
Grades bereit, mit dem diese Verbindung an die relevanten Rezeptor-Subtypen
bindet und auf sie einwirkt. Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind insofern
selektiv, dass diese Verbindungen bei relevanten Konzentrationen
(d. h. niedrigen Konzentrationen) an mit der Freisetzung von Neutrotransmittern
in Verbindung stehenden Rezeptoren (z. B. Dopamin im ZNS) binden
und Inhibitionswirkungen darauf ausüben.
-
Die geeignete Dosis der Verbindung
ist die Menge, die das Auftreten der Symptome der Erkankung oder
Störung
wirksam verhindert oder zur Behandlung einiger Symptome der Erkrakung
oder Störung,
an welcher der Patient leidet, dient. Unter „wirksamer Menge", „therapeutischer
Menge" oder „wirksamer
Dosis" versteht
man, dass die Menge ausreichend ist, um die erwünschten pharmakologischen oder
therapeutischen Wirkungen auszulösen,
die folglich in der wirksamen Prävention
oder Behandlung der Erkrankung oder Störung führen. Bei der Behandlung einer
ZNS-Störung
ist folglich eine wirksame Menge der Verbindung eine Menge, die
ausreicht, um die Blut-Hirnschranke des Patienten zu überqueren,
an die relevanten Rezeptororte im Gehirn des Patienten zu binden
und relevante nicotinerge Rezeptor-Subtypen zu inhibieren (inhibiert
z. B. die Neurotransmitter-Sekretion, was folglich in der wirksamen
Prävention
oder Behandlung der Störung resultiert).
Prävention
der Erkrankung oder Störung manifestiert
sich durch Verzögerung
des Einsetzens der Symptome der Erkrankung oder Störung. Die
Behandlung der Erkrankung oder Störung manifestiert sich durch
einen Rückgang
der mit der Erkrankung oder Störung
einhergehenden Symptome oder einer Verbesserung bezüglich des
Wiederauftretens der Symptome der Erkrankung oder Störung.
-
Die wirksame Dosis kann abhängig von
Faktoren, wie zum Beispiel der Erkrankung des Patienten, dem Schweregrad
der Symptome der Störung und
der Art und Weise, in der die pharmazeutische Zusammensetzung verabreicht
wird, variieren. Für humane
Patienten erfordert die wirksame Dosis typischer Verbindungen im
Allgemeinen die Verabreichung der Verbindung in einer Menge, die
zur Inhibition relevanter Rezeptoren zur Bewirkung der Neurotransmitter-Freisetzung
(z. B. Dopamin) ausreicht, die Menge sollte aber nicht ausreichen,
um Wirkungen auf die Skelettmuskulatur und Ganglien in einem signifikanten
Ausmaß zu
induzieren. Die wirksame Dosis der Verbindungen wird selbstverständlich von Patient
zu Patient unterschiedlich sein, schließt aber im Allgemeinen Mengen
ein, die an dem Punkt beginnen, an dem die gewünschten therapeutischen Wirkungen
beobachtet werden, aber unter den Mengen, bei denen Wirkungen auf
die Muskulatur beobachtet werden.
-
Die wirksame Dosis erfordert typischerweise im
Allgemeinen die Verabreichung der Verbindung in einer Menge von
weniger als 1 μg/kg
Patientengewicht. Oft werden die erfindungsgemäßen Verbindungen in einer Menge
von 10 ng bis weniger als 1 μg/kg
Patientengewicht, häufig
zwischen ca. 0,1 μg und
weniger als 1 μg/kg
Patientengewicht und bevorzugt zwischen ca. 0,1 μg und ca. 0,5 μg/kg Patientengewicht
verabreicht. Erfindungsgemäße Verbindungen
können
in einer Menge von 0,3 bis 0,5 μg/kg
Patientengewicht verabreicht werden. Für erfindungsgemäße Verbindungen,
die bei niedrigen Konzentrationen keine Wirkungen auf nicotinerge
Rezeptoren des Muskel- oder Gangliontyps induzieren, beträgt die wirksame
Dosis weniger als 50 μg/kg
Patientengewicht; und häufig
werden derartige Verbindungen in einer Menge von 0,5 μg bis weniger
als 50 μg/kg Patientengewicht
verabreicht. Die vorstehenden wirksamen Dosen stellen in der Regel
die Menge dar, die als eine Einzeldosis verabreicht wird oder als
eine oder mehrere Dosen, die über
eine 24-Stunden-Periode verabreicht wird.
-
Für
humane Patienten erfordert die wirksame Dosis in der Regel Verbindungen,
die im Allgemeinen die Verabreichung der Verbindung in einer Menge
von mindestens ca. 1, oft mindestens ca. 10 und häufig mindestens
ca. 25 μg/24
h/Patient erforderlich macht. Für
humane Patienten erfordert die wirksame Dosis typischer Verbindungen
die Verabreichung der Verbindung, die im Allgemeinen nicht über ca.
500 hinausgeht, oft nicht über
ca. 400 und häufig
nicht über
ca. 300 μg/24
h/Patient hinausgeht. Außerdem
erfolgt die Verabreichung der wirksamen Dosis auf eine Weise, dass
die Konzentration der Verbindung im Plasma des Patienten in der
Regel 500 ng/ml nicht überschreitet
und häufig
nicht über 100
ng/ml hinausgeht.
-
Die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
nützlichen
Verbindungen besitzen die Fähigkeit, die
Blut-Hirnschranke des Patienten zu überqueren. Als solches weisen
diese Verbindungen die Fähigkeit auf,
in das Zentralnervensystem des Patienten einzutreten. Die Log-P-Werte
typischer Verbindungen, die bei der Ausführung der erfindungsgemäßen Aufgabe nützlich sind,
sind im Allgemeinen größer als
ca. 0, oft sind sie größer als
ca. 0,5 und häufig
sind sie größer als
ca. 1,5. Die Log-P-Werte dieser typischen Verbindungen sind im Allgemeinen
niedriger als ca. 4, oft sind sie niedriger als ca. 3,5 und häufig sind
sie niedriger als ca. 3,0. Die Log-P-Werte stellen ein Maß der Fähigkeit
einer Verbindung bereit, die Diffusionsschranke, wie zum Beispiel
eine biologische Membran, zu überqueren.
Siehe Hansch, et al., J Med. Chem. 11: 1 (1968).
-
Die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
nützlichen
Verbindungen besitzen die Fähigkeit, an
nicotinerg-dopaminerge Rezeptoren des Gehirns des Patienten zu binden
und unter den meisten Umständen
ihre Inhibition zu veranlassen. Als solches weisen diese Verbindungen
die Fähigkeit
auf, nicotinerge pharmakologische Eigenschaften zum Ausdruck zu
bringen und insbesondere als nicotinerge Antagonisten zu wirken.
Die Rezeptor-Bindungskonstanten typischer Verbindungen, die bei
der erfindungsgemäßen Ausführung nützlich sind, überschreiten
im Allgemeinen ca. 0,1 nM, überschreiten oft
ca. 1 nM und überschreiten
häufig
ca. 10 nM. Die Rezeptor-Bindungskonstanten dieser typischen Verbindungen
sind im Allgemeinen geringer als ca. 1 M, oft geringer als ca. 100
nM und sind häufig
geringer als ca. 20 nM. Die Rezeptor-Bindungskonstanten stellen
ein Maß der
Fähigkeit
der Verbindung bereit, an die Hälfte
der relevanten Rezeptororte bestimmter Hirnzellen des Patienten
zu binden. Siehe Cheng, et al., Biochem. Pharmacol. 22: 3099 (1973).
-
Die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
nützlichen
Verbindungen besitzen die Fähigkeit, durch
wirksame Inhibition der Neurotransmitter-Sekretion aus Präparaten
von Nervenendigungen (d. h. Synaptosomen), eine nicotinerge Funktion
nachzuweisen. Als solches besitzen diese Verbindungen die Fähigkeit,
die Freisetzung oder Sezernierung von Acetylcholin, Dopamin und
anderen Neurotransmittern durch relevante Neuronen zu inhibieren.
Im Allgemeinen stellen typische Verbindungen, die zur Ausführung der
erfindungsgemäßen Aufgabe
nützlich
sind, die Inhibition der Dopamin-Sekretion in Mengen von mindestens
einem Drittel, in der Regel mindestens ca. 10-mal weniger, häufig mindestens ca.
100-mal weniger und manchmal mindestens ca. 1000-mal weniger bereit
als die, die zur Aktivierung der nicotinergen Rezeptoren des Muskel-
oder Gangliontyps erforderlich sind.
-
Die erfindungsgemäßen Verbindungen – wenn in
wirksamen Mengen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
eingesetzt – sind
für bestimmte relevante
nicotinerge Rezeptoren selektiv, veranlassen aber keine signifikante
Aktivierung der Rezeptoren, die mit unerwünschten Nebenwirkungen bei Konzentrationen
in Verbindung gebracht werden, die mindestens 10-mal höher sind
als die, die zur Inhibition der Dopamin-Freisetzung erforderlich
sind. Darunter ist zu verstehen, dass eine bestimmte Dosis der Verbindung,
die in der Prävention
und/oder Behandlung einer ZNS-Störung
resultiert, bei der Auslösung der
Aktivierung bestimmter nicotinerger Rezeptoren des Ganglion-Typs
bei einer Konzentration im Wesentlichen unwirksam ist, die 5-mal
höher,
bevorzugt 100-mal höher
und bevorzugter 1000-mal höher
als die sind, die zur Inhibition der Dopamin-Freisetzung erforderlich
sind. Diese Selektivität
bestimmter erfindungsgemäßer Verbindungen
gegen die Rezeptoren, die für
kardiovaskuläre
Nebenwirkungen verantwortlich sind, wird aufgrund der fehlenden
Fähigkeit dieser
Verbindungen nachgewiesen, die nicotinerge Funktion des chromaffinen
Nebennierengewebes bei Konzentrationen von mindestens um das 10fache höher als
die, die zur Inhibition der Dopamin-Freisetzung erforderlich sind,
zu aktivieren.
-
Erfindungsgemäße Verbindungen – wenn gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
in wirksamen Mengen eingesetzt – sind
bei der Bereitstellung eines gewissen Präventionsgrades bei der Progression
bestimmter Erkrankungen und Störungen, Besserung
der Symptome dieser Erkrankungen und Störungen, einer Besserung bis
zu einem gewissen Grad des Wiederauftretens dieser Erkrankungen
und Störungen
wirksam. Solche wirksamen Mengen dieser Verbindungen sind jedoch
nicht ausreichend, um irgendwelche nennenswerten Nebenwirkungen
auszulösen,
wie aus den erhöhten
Wirkungen in Bezug auf das kardiovaskuläre System und die Wirkungen auf
die Skelettmuskulatur ersichtlich ist. Als solches stellt die Verabreichung
bestimmter erfindungsgemäßer Verbindungen
ein therapeutisches Fenster bereit, worin die Behandlung bestimmter
Erkrankungen und Störungen
bereitgestellt und Nebenwirkungen verhindert werden. Dies bedeutet,
dass eine wirksame Dosis einer erfindungsgemäßen Verbindung zur Bereitstellung
der gewünschten
Wirkungen auf die relevanten nicotinergen Rezeptor-Subtypen ausreichend
ist, aber nicht ausreicht (d. h. kein ausreichend hoher Spiegel
vorliegt), um unerwünschte
Nebenwirkungen hervorzurufen. Eine wirksame Verabreichung einer
erfindungsgemäßen Verbindung,
die bevorzugt in der Behandlung einer weiten Reihe verschiedener Erkrankungen
und Störungen
resultiert, tritt nach Verabreichung von weniger als 1/5 und oft
weniger als 1/10 der Menge auf, die ausreicht, um irgendwelche Nebenwirkungen
in einem signifikanten Ausmaß zu
verursachen.
-
Die folgenden Beispiele sind zur
weiteren Erläuterung
der vorliegenden Erfindung bereitgestellt und sind nicht als einschränkend davon
auszulegen.
-
BEISPIELE
-
BEISPIEL 1
-
Bestimmung des Log-P-Wertes:
-
Die zur Beurteilung der relativen
Fähigkeiten von
Verbindungen zur Überquerung
der Blut-Hirnschranke verwendeten Log-P-Werte (Hansch, et al., J.
Med. Chem. ii: 1 (1968)), wurden unter Verwendung des Cerius2-Software-Pakets, Version 3.0 von Molecular
Simulations, Inc. berechnet.
-
BEISPIEL 2
-
Bestimmung
der Bindung an relevante Rezeptororte
-
Die Bindung der Verbindungen an relevante Rezeptororte
wurde gemäß den in
US-Patent Nr. 5,597,919 an Dull et al., beschriebenen Verfahren
bestimmt. Die Inhibitionskonstanten (Ki-Werte), in nM angegeben,
wurden aus den IC50-Werten unter Verwendung
des Verfahrens nach Cheng et al., Biochem, Pharmacol. 22: 3099 (1973),
berechnet.
-
BEISPIEL 3
-
Bestimmung der Rezeptor-Aktivierung/-Inhibition
und Dopamin-Freisetzung
-
Die Dopamin-Freisetzung wurde unter
Verwendung der in US-Patent Nr. 5,597,919 an Dull et al., beschriebenen
Verfahren gemessen. Die Freisetzung wird als ein prozentualer Anteil
der mit einer (S)-(–)-Nicotin-Konzentration
erhaltenen Freisetzung ausgedrückt,
die in maximalen Wirkungen resultiert. Die angegebenen EC50-Werte sind in nM ausgedrückt, und
die Emax-Werte stellen die freigesetzte Menge
bezogen auf (S)-(–)-Nicotin
oder das Tetramethylammoniumion (TMA) auf einer Prozentbasis dar.
-
Die Freisetzung des isotopischen
Rubidiums wurde unter Verwendung der in Bencherif et al., JPET,
279: 1413–1421
(1996), beschriebenen Verfahren gemessen. Die angegebenen EC50-Werte sind in nM ausgedrückt, und
die Emax-Werte stellen die Menge des Rubidiumions
dar, das bezogen auf 300 μM
Tetramethylammoniumion, auf einer prozentualen Basis, freigesetzt
wird.
-
Die angegebenen IC50-Werte
sind in nM ausgedrückt
und stellen die Konzentration dar, die zu 50%iger Inhibition der
Agonisten-induzierten Rezeptor-Aktivierung führt. Die Emax-Werte
stellen die freigesetzte Menge bezogen auf (S)-(–)-Nicotin auf einer Prozentbasis
dar.
-
BEISPIEL 4
-
Bestimmung
der Interaktion mit Muskel-Rezeptoren
-
Die Bestimmung der Interaktion der
Verbindungen mit Muskel-Rezeptoren wurde gemäß den in US-Patent Nr. 5,597,919
an Dull et al. beschriebenen Verfahren durchgeführt. Die maximale Aktivierung
individueller Verbindungen (Emax) wurde
als ein prozentualer Anteil der maximalen durch (S)-(–)-Nicotin
induzierten Aktivierung bestimmt. Die angegebenen Emax-Werte
stellen die freigesetzte Menge bezogen auf (S)-(–)-Nicotin auf einer Prozentbasis
dar.
-
BEISPIEL 5
-
Bestimmung
der Interaktion mit Ganglion-Rezeptoren
-
Die Bestimmung der Interaktion der
Verbindungen mit Ganglion-Rezeptoren wurde gemäß den in US-Patent Nr. 5,597,919
an Dull et al. beschriebenen Verfahren durchgeführt. Die maximale Aktivierung
für individuelle
Verbindungen (Emax) wurde als ein prozentualer
Anteil der durch (S)-(–)-Nicotin
induzierten maximalen Aktivierung bestimmt. Die angegebenen Emax-Werte stellen die freigesetzte Menge bezogen
auf (S)-(–)-Nicotin
auf einer Prozentbasis dar.
-
BEISPIEL 6
-
Probe Nr. 1 ist 1-Aza-2-(3-pyridyl)-tricyclo[3.3.1.13,7]decan, die gemäß den folgenden Verfahren hergestellt
wurde:
-
1,4-Dioxaspiro[4,5]decan-8-methansulfonat:
Methansulfonylchlorid (12 mmol, 0,92 ml) wurde dem Kolben mit 1,4-Dioxaspiro[4,5]decan-8-ol
(10 mmol, 1,58 g, (hergestellt im Wesentlichen gemäß dem Verfahren
von Braem, et al., Org. Mass. Spectrom., 1982, 17(2), 102.) in Tetrahydrofuran
(THF) (20 ml) und Triethylamin (15 mmol, 2,1 ml) bei 0°C unter einer
Stickstoffatmosphäre
zugefügt.
Das Reaktionsgemisch wurde über
Nacht gerührt,
während
welcher Zeit dem Reaktionsgemisch eine gesättigte wässrige Lösung aus NaHCO3 (15
ml) zugefügt
wurde, gefolgt von Extraktionen mit Diethylether (3 × 15 ml).
Die kombinierten organischen Extrakte wurden über wasserfreiem MgSO4 getrocknet. Die Filtration gefolgt von
Konzentrierung am Rotationsverdampfer ergab das Mesylat als einen
blassgelben Feststoff (2,26 g), der ohne weitere Reinigung im nächsten Schritt
verwendet wurde.
-
5-Aza-6-(3-pyridyl)-tricyclo[3.3.1.13,7]decan-2-on: LDA (8,0 mmol) wurde bei
0°C durch
Zufügen
von n-BuLi (3,40 ml einer 2,35 M Lösung in Hexan, 8,0 mmol) zu
einer Lösung
aus Diisopropylamin (1,40 ml, 10,0 mmol) in trockenem THF (10,0
ml) hergestellt. Die Schiffsche Base, 2-Aza-1,1-diphenyl-3-(pyridyl)prop-2-en,
die aus der Reaktion von 3-Aminomethylpyridin mit Benzophenon (2,18
g, 8,0 mmol; hergestellt unter Verwendung des in US-Patent Nr. 5,510,355
an Bencherif et al., beschriebenen Verfahrens) gebildet wurde, wurde
in trockenem THF (10,0 ml) aufgelöst und die Lösung unter
einer Stickstoffatmosphäre
auf –78°C abgekühlt. LDA
wurde dann unter Verwendung einer Nadel mit Doppelspitze unter einer
positiven Stickstofatmosphäre
an die Lösung
der Schiffschen Base überführt. Die
resultierende purpurfarbene Suspension wurde weitere 45 Minuten
gerührt,
während
welcher Zeit die Temperatur des Reaktionsgemisches auf –45°C ansteigen konnte.
-
Das Mesylat von 1,4-Dioxaspiro[4,5]decan-8-ol
(2,26 g, 8,5 mmol) in THF (5,0 ml) wurde dann über eine Spritze zugefügt, und
das Reaktionsgemisch durfte sich auf Umgebungstemperatur erwärmen, gefolgt
von zusätzlichem
12-stündigem Rühren. Danach
wurde dem Reaktionsgemisch eine gesättigte Lösung aus NaHCO3 in
Wasser (25 ml) zugefügt,
gefolgt von Extraktion mit EtOAc (3 × 20 ml). Die kombinierten
organischen Extrakte wurden über K2CO
3 getrocknet,
filtriert und am Rotationsverdampfer konzentriert. Während das
Lösungsmittel
verdampft wurde, wurde Präzipitation
beobachtet. Der erhaltene Rückstand
wurde in Ethylacetat (25 ml) resuspendiert, filtriert und am Rotationsverdampfer konzentriert,
um die α-substituierte
Schiffsche Base als ein gelbes Öl
(3,87 g), das durch die Schiffsche Ausgangsbase kontaminiert war,
in 34%iger Ausbeute zu erhalten. Dieses instabile Produkt wurde
im nächsten
Schritt ohne weitere Reinigung wie folgt verwendet: Das Rohprodukt
in Ethanol (absolut, 5,0 ml) wurde einer sachte siedenden Lösung aus
Paraformaldehyd (1,12 g) in H2SO4 (2% wässrig,
160 ml) über
45 Minuten zugefügt.
Das Reaktionsgemisch wurde 24 Stunden unter Rückfluss erhitzt, auf Umgebungstemperatur
abgekühlt
und dann mit Ethylacetat (4 × 20
ml) zur Entfernung von Benzophenon extrahiert. Der wässrige Anteil
wurde dann mit festem K2CO3 neutralisiert,
gefolgt von Basischstellen mit NaOH (15%iger wässriger Lösung). Die Extraktion mit Chloroform
(4 × 25
ml), Trocknen der kombinierten organischen Extrakte über wasserfreiem
K2CO3, gefolgt von
Entfernung der Lösungsmittel
am Rotationsverdampfer ergab einen klebrigen Feststoff, der im Wesentlichen
ein Gemisch aus 5-Aza-1-(hydroxymethyl)-6-(3-pyridyl)tricyclo[3.3.1.13,7]decan-2-on und
5-Aza-6-(3-pyridyl)tricyclo [3.3.1.13,7]decan-2-on (1,42
g) darstellte, das mittels der Silikagel-Säulenchromatographie unter Verwendung
von Ethylacetat als das Elutionsmittel (Rf =
0,51, Lösungsmitel:
Ethylacetat) gereinigt wurde. 5-Aza-1-(hydroxymethyl)-6-(3-pyridyl)tricyclo[3.3.1.13,7]decan-2-on (20 mg, Rf =
0,31, Lösungsmittel:
Ethylacetat) wurde als ein Gemisch aus Diastereoisomeren aus dem
vorherigen chromatographischen Verfahren isoliert und konnte mithilfe
weiterer Silikagel-Säulenchromatographie
nicht getrennt werden. 5-Aza-6-(3-pyridyl)tricyclo[3.3.1.13,7]decan-2-on
wurde mithilfe der Silikagel-Säulenchromatographie
unter Verwendung von Ethylacetat als das Elutionsmittel (Rf = 0,48, Lösungsmittel: Ethylacetat) aus
dem vorstehenden Rohprodukt getrennt, um einen blassgelben Feststoff (430
mg) herbeizuführen,
der mittels Kristallisation unter Verwendung von Ethylacetat und
Hexan weiter gereinigt wurde.
-
1-Aza-2-(3-pyridyl)tricyclo[3.3.1.13,7]decan: Diese Verbindung wurde aus 5-Aza-6-(3-pyridyl)tricyclo[3.3.1.13,7]decan-2-on im Wesentlichen gemäß dem von
Huang-Minion (siehe Literaturhinweis J. Am. Chem. Soc., 1946, 68,
2487) beschriebenen allgemeinen Reduktionsverfahren wie folgt hergestellt: Hydrazin
(0,5 mmol, 16 μl)
wurde einem Gemisch aus 5-Aza-6-(3-pyridyl)tricyclo [3.3.1.1.3,7]decan-2-on (0,25 mmol, 57 mg) und Kaliumhydroxid
(0,84 mmol, 470 mg) in Diethylenglycol (1 ml) zugefügt. Das
Reaktionsgemisch wurde dann eine Stunde bei 190°C, wobei an dem Reaktionskolben
ein Kondensator angebracht war, und schließlich zwei Stunden bei 200°C ohne den
Kondensator erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Umgebungstemperatur
wurde der Kolbeninhalt in Wasser (10 ml) gegossen und dann mit Ethylacetat
(3 × 5
ml) extrahiert. Die kombinierten organischen Extrakte wurden über K2CO3 getrocknet und
schließlich
am Rotationsverdampfer zum Erhalt von 68 mg eines braunen Öls konzentriert.
Die Reinigung mithilfe der Silikagel-Säulenchromatographie unter Verwendung
von Methanol (10% v/v) in Chloroform als das Elutionsmittel (Rf = 0,36, Lösungsmittelsystem: Chloroform
: Methanol, 90 : 10) ergab das Produkt (11 mg) als ein blassgelbes Öl.
-
Die Verbindung wies einen Log-P-Wert
von 2,632 auf, und ein derartig günstiger Log-P-Wert zeigt an,
dass die Verbindung die Fähigkeit
aufweist, die Blut-Hirnschranke zu überqueren. Die Verbindung weist
einen Ki von 15 nM auf. Die niedrige Bindungskonstante lässt erkennen,
dass die Verbindung eine gute hohe Affinität zur Bindung an bestimmte
nicotinerge Rezeptoren im ZNS aufweist. In Bezug auf die Dopamin-Freisetzung
weist die Verbindung einen IC50-Wert von – 695 nM
und einen Emax-Wert von 0% auf, was darauf
hindeutet, dass die Verbindung bei relevanten Rezeptor-Subtypen
ein Antagonist ist. Die Verbindung weist einen Emax von
21% bei Rezeptoren des Muskeltyps und einen Emax von
27% bei Rezeptoren des Ganglientyps auf, was auf das Fehlen potenzieller
Nebenwirkungen bei Patienten hindeutet, die die Verabreichung einer
derartigen Verbindung in relevanten Mengen erhalten.
-
BEISPIEL 7
-
Probe Nr. 2 ist 1-Aza-2-[5-bromo(3-pyridyl)]tricyclo(3.3.1.13,7]decan, die gemäß den folgenden Verfahren hergestellt
wurde:
-
5-Aza-6-(5-bromo(3-pyridyl))-3,3-diphenylprop-2-enyl)-1,4-dioxaspiro[4.5]decan:
Zu einer gerührten
Lösung
aus 2-Aza-3-(5-bromo(3-pyridyl))-1,1-diphenylprop-1-en (4,5 g, 12,9
mmol); hergestellt aus der Reaktion von 3-Aminomethyl-5-bromopyridin
mit Benzophenon unter Verwendung des in US-Patentanmeldung, laufende
Nr. 08/885,397, angemeldet am 10. Juni 10, 1997, dargelegten Verfahrens
in Tetrahydrofuran (100 ml) wurde LDA (16,8 mmol) in Tetrahydrofuran
bei –78°C zugefügt. Das Reaktionsgemisch
wurde 1 Stunde bei –78°C gerührt, dann
wurde 1,4-Dioxaspiro[4,5]decan-8-methansulfonat
(3,3 g, 14,2 mmol) in Tetrahydrofuran (25 ml) bei –78°C zugefügt. Die
Reaktion wurde 18 Stunden bei Raumtemperatur fortgesetzt und durch Zufügen von
10 ml wässriger,
gesättigter
Ammoniumchlorid-Lösung
abgeschreckt. Das Reaktionsgemisch wurde in wässrige, gesättigte Natriumbicarbonat-Lösung gegossen,
mit Chloroform (2 × 150
ml) extrahiert und den kombinierten organischen Flüssigkeiten über wässrigem
Natriumsulfat getrocknet. Die Entfernung von Lösungsmitteln unter reduziertem Druck
ergab die Titelverbindung in Rohform als ein blassbraunfarbenes Öl. Dieses
Rohprodukt wurde ohne weitere Reinigung in der nächsten Reaktion verwendet.
-
5-Aza-6-(5-bromo(3-pyridyl)triyclo[3.3.1.13,7]decan-2-on: Einer sachte siedenden Lösung aus
Paraformaldehyd (1,2 g) in 2%iger wässriger Schwefelsäure wurde
langsam eine Lösung
aus dem vorstehenden rohen 5-Aza-6-(5-bromo(3-pyridyl))-3,3-diphenylprop-2-enyl)-1,4-dioxaspiro[4.5]decan
in Ethylalkohol (15 ml) zugefügt.
Das Reaktionsgemisch wurde 18 Stunden unter Rückfluss erhitzt, auf Raumtemperatur
abgekühlt
und mit Ethylacetat (2 × 100
ml) extrahiert. Die wässrige
Phase wurde getrennt, durch Zufügen
von 20%igem wässrigem Natriumhydroxid
zu der in einem Eisbad enthaltenen wässrigen Lösung auf pH 14 basisch gestellt
und mit Chloroform (3 × 300
ml) extrahiert. Die kombinierten organischen Schichten wurden über wasserfreiem Natriumsulfat
getrocknet, filtriert und unter reduziertem Druck zur Trockene verdampft.
Die Reinigung des resultierenden braunfarbenen Öls mithilfe der Silikagel-Säulenchromatographie unter Verwendung von
Ethylacetat als die mobile Phase ergab 306 mg (12%, 2 Schritte)
der Titelverbindung als ein blassgelbfarbenes Öl.
-
((5-Aza-6-(5-bromo(3-pyridyl))tricyclo[3.3.1.13,7]dec-2-yliden)methylamino)((4-methylphenyl)sulfonyl))amin:
5-Aza-6-(5-bromo-(3-pyridyl))tricyclo[3.3.1.13,7]decan-2-on
(98 mg; 32 μmol) wurde
in Methylalkohol (5 ml) aufgelöst,
danach wurde p-Toluensulfonylhydrazin (74 mg) und eine katalytische
Menge von p-Toluensulfonsäure-Monohydrat zugefügt. Das
Reaktionsgemisch wurde bei Umgebungstemperatur über Nacht gerührt, dann
in gesättigte,
wässrige
Natriumbicarbonat-Lösung
(30 ml) gegossen und das resultierende Gemisch mit Chloroform (2 × 30 ml)
extrahiert. Die organischen Schichten wurden getrennt, kombiniert,
mit Salzlösung
gewaschen, über
wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und filtriert. Nach Entfernung
des Lösungsmittels unter
reduziertem Druck wurde die Reinigung des öligen Rückstandes mithilfe der Silikagel-Säulenchromatographie
unter Verwendung von Ethylacetat-Hexan (1 : 2) als mobile Phase
durchgeführt,
um 109 mg (69%) der Titelverbindung zu ergeben.
-
1-Aza-2-(5-bromo(3-pyridyl))tricyclo[3.3.1.13,7]decan: Ein Gemisch aus 5-Aza-6-[5-bromo(3-pyridyl)]tricyclo[3.3.1.13,7]dec-2-yliden)-methylamino)((4-methylphenyl)sulfonyl)amin
(100 mg, 0,21 mmol), Natriumcyanoborhydrid (66 mg, 1,05 mmol) und
einer katalytischen Menge von p-Toluensulfonsäure-Monohydrat in Ethylalkohol
(10 ml) wurde 6 Stunden unter Rückfluss
erhitzt: Das Gemisch wurde dann in einem Eisbad gekühlt und
mit Chloroform (2 × 40
ml) extrahiert. Die kombinierten organischen Extrakte wurden über wasserfreiem
Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert. Nach Entfernung des Lösungsmittels
unter reduziertem Druck wurde die Reinigung des öligen Rückstandes mithilfe der Silikagel-Säulenchromatographie
unter Verwendung von Chloroform-Aceton (4 : 1) als die mobile Phase durchgeführt, um
40 mg (64%) der Titelverbindung zu ergeben.
-
Die Verbindung weist einen Log-P-Wert
von 2,768 auf, und ein derartig günstiger Log-P-Wert zeigt an,
das die Verbindung die Fähigkeit
aufweist, die Blut-Hirnschranke zu überqueren. Die Verbindung weist
einen Ki von 2 nM auf. Die niedrige Bindungskonstante lässt erkennen,
das die Verbindung eine gute, hohe Affinität zur Bindung an bestimmte
nicotinerge Rezeptoren im ZNS aufweist. In Bezug auf die Dopamin-Freisetzung
weist die Verbindung einen EC50-Wert von
größer als
100000 nM und einen Emax-Wert von 0% auf,
was darauf hindeutet, dass die Verbindung bei der Induktion der
Neurotransmitter-Freisetzung,
selbst bei sehr hohen Konzentrationen, nicht wirksam ist. In Bezug
auf die Rubidiumionen-Freisetzung
weist die Verbindung einen EC50-Wert von
größer als
100000 nM und einen Emax-Wert von 0% auf,
was darauf hindeutet, dass die Verbindung bei der Induktion der
Aktivierung nicotinerger Rezeptoren im ZNS, selbst bei hohen Konzentrationen,
nicht wirksam ist. Die Verbindung weist einen Emax von
32% bei Rezeptoren des Muskel-Typs und einen Emax von
50% bei Rezeptoren des Ganglien-Typs auf, was auf das Fehlen potenzieller
Nebenwirkungen bei Patienten hindeutet, die die Verabreichung einer
derartigen Verbindung in relevanten Mengen erhalten.
-
BEISPIEL 8
-
Probe Nr. 3 ist 1-Aza-2-[5-amino-(3-pyridyl)]tricyclo[3.3.1.13,7]decan-Trihydrochlorid, die gemäß dem folgenden
Verfahren hergestellt wurde:
-
1-Aza-2-[5-amino(3-pyridyl)]tricyclo[3.3.1.13,7]decan-Trihydrochlorid: Einer Lösung aus 1-Aza-2-[5-bromo(3-pyridyl)]tricyclo[3.3.1.1.3,7]decan (365 mg, 1.25 mmol) in Ethanol
(4 ml) und wässrigem
Ammoniak (10 ml, 0,88 relative Dichte) wurde Kupfersulfat (300 mg)
zugefügt.
Das Gemisch wurde bei 155°C über Nacht
in einem abgedichteten Rohr erhitzt. Das Reaktionsgemisch wurde
dann abgekühlt,
mit Chloroform (3 × 50
ml) extrahiert, und die kombinierten organischen Extrakte wurden
mit Salzlösung
(50 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde getrennt, über wasserfreiem
Magnesiumsulfat getrocknet und zur Trockene verdampft. Das Produkt wurde
in einem Gemisch aus Methanol (2 ml) und konz. Salzsäure (2 ml)
aufgelöst,
und die Lösung wurde
am Rotationsverdampfer zur Trockene verdampft. Der resultierende
Feststoff wurde in Methanol (1 ml) aufgelöst und wurde durch vorsichtiges
Zufügen
von trockenem Diethylether kristallisiert. Das Produkt wurde an
der Pumpe filtriert und unter Vakuum getrocknet, um die Titelverbindung
(210 mg, 50%) als einen weißen
kristallinen Feststoff herbeizuführen.
-
Die Verbindung weist einen Log-P-Wert
von 1,159 auf, und ein derartig günstiger Log-P-Wert weist darauf
hin, dass die Verbindung die Fähigkeit aufweist,
die Blut-Hirnschranke zu überqueren.
Die Verbindung weist einen Ki von 44 nM auf. Die niedrige Bindungskonstante
weist darauf hin, dass die Verbindung eine gute, hohe Affinität zur Bindung
an bestimmte nicotinerge Rezeptoren im ZNS aufweist. In Bezug auf
die Dopamin-Freisetzung weist die Verbindung einen EC50-Wert
von größer als
100000 nM und einen Emax-Wert von 0% auf,
was darauf hinweist, dass die Verbindung bei der Induktion der Neurotransmitter-Freisetzung,
selbst bei sehr hohen Konzentrationen, nicht wirksam ist. In Bezug
auf die Rubidiumionen-Freisetzung weist die Verbindung einen EC50-Wert von größer als 100000 nM und einen Emax-Wert von 0% auf, was darauf hinweist,
dass die Verbindung bei der Induktion der Aktivierung nicotinerger
Rezeptoren im ZNS, selbst bei hohen Konzentrationen, nicht wirksam
ist. Die Verbindung weist einen Emax von
75% bei Rezeptoren des Muskel-Typs und einen Emax von
17% bei Rezeptoren des Ganglien-Typs auf, was auf das Fehlen potenzieller
Nebenwirkungen bei Patienten hindeutet, die eine Verabreichung einer
derartigen Verbindung in relevanten Mengen erhalten.
-
BEISPIEL 9
-
Probe Nr. 4 ist 1-Aza-2-[5-ethoxy-(3-pyridyl)]-tricyclo-[3.3.1.13,7]decan, die gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt
wird:
-
1-Aza-2-[5-ethoxy-(3-pyridyl)]-tricyclo[3.3.1.13,7]decan: Einer gerührten Lösung aus 2-[5-Amino-(3-pyridyl)]tricyclo[3.3.1.13,7]-Trihydrochlorid (65 mg, 0,19 mmol) in
trockenem Ethanol (9 ml) wurde Isoamylnitrit (0,4 ml, 3,0 mmol)
zugefügt, und
das Gemisch wurde 2 h unter Rückfluss
erhitzt. Als die DC des Reaktionsgemischs die Abwesenheit des Ausgangsmaterials
anzeigte, wurde das Erhitzen gestoppt, und das Gemisch wurde auf
Umgebungstemperatur abkühlen
lassen; das Lösungsmittel
wurde am Rotationsverdampfer entfernt, um ein braunes Öl zu ergeben.
Das Produkt wurde in Wasser (10 ml) und gesättigtem, wässrigem Natriumbicarbonat (10 ml)
aufgelöst,
und die resultierende Mischung wurde mit Chloroform (3 × 30 ml)
extrahiert, die kombinierten organischen Flüssigkeiten über wasserfreiem Natriumsulfat
getrocknet und unter reduziertem Druck zur Trockene verdampft. Die
Reinigung des öligen
Rohprodukts mithilfe der Silikagel-Säulenchromatographie (Methanol
: Chloroform; 5 : 95) ergab die Titelverbindung (25 mg, 48%) als
ein blassgelbes Öl,
das sich bei Kühlung
bei 4°C
verfestigte.
-
Die Verbindung wies einen Log-P-Wert
von 3,491 auf, und ein derartig günstiger Log-P-Wert zeigt an,
dass die Verbindung die Fähigkeit
aufweist, die Blut-Hirnschranke zu überqueren. Die Verbindung weist
einen Ki von 1,0 nM auf. Die niedrige Bindungskonstante lässt erkennen,
dass die Verbindung eine gute, hohe Affinität zur Bindung an bestimmte
nicotinerge Rezeptoren im ZNS aufweist. In Bezug auf die Dopamin-Freisetzung
weist die Verbindung einen EC50-Wert von
größer als
100000 nM und einen Emax-Wert von 0% auf,
was darauf hindeutet, dass die Verbindung bei der Induktion einer
Neurotransmitter-Freisetzung,
selbst bei sehr hohen Konzentrationen, nicht wirksam ist. In Bezug
auf die Dopamin-Freisetzung
weist die Verbindung außerdem
einen IC50-Wert von 846 nM auf, was darauf
hindeutet, dass die Verbindung an relevanten Rezeptororten ein Antagonist
ist. In Bezug auf die Rubidiumionen-Freisetzung weist die Verbindung einen
EC50-Wert von größer als 100000 nM und einen
Emax-Wert von 0% auf, was darauf hindeutet,
dass die Verbindung bei der Induktion der Aktivierung von nicotinergen
Rezeptoren im ZNS, selbst bei hohen Konzentrationen, nicht wirksam
ist. In Bezug auf den Rubidiumionen-Freisetzungsassay weist die
Verbindung außerdem
einen IC50-Wert von 630 nM auf, was darauf
hinweist, dass die Verbindung an den relevanten Rezeptororten ein
Antagonist ist. Die Verbindung weist einen Emax von
22% bei Rezeptoren des Muskel-Typs und einen Emax von
0% bei Rezeptoren des Ganglien-Typs auf, was auf das Fehlen potenzieller
Nebenwirkungen bei Patienten hindeutet, die eine Verabreichung einer
derartigen Verbindung in relevanten Mengen erhalten.
-
BEISPIEL 10
-
Probe Nr. 5 ist 1-Aza-2-[5-isopropoxy-(3-pyridyl)]tricyclo[3.3.1.13,7]decan, die gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt
wurde:
-
1-Aza-2-[5-isopropoxy(3-pyridyl)]tricyclo[3.3.1.13,7]decan: Isoamylnitrit (0,4 ml, 3,0 mmol) wurde
einer gerührten
Lösung
aus 2-[5-Amino-(3-pyridyl)]-tricyclo[3.3.1.13,7]-Trihydrochlorid
(65 mg, 0,19 mmol) in trockenem Isopropanol (9 ml) zugefügt, und das
Gemisch wurde 2 h unter Rückfluss
erhitzt. Als die DC des Reaktionsgemischs die Abwesenheit von Ausgangsmaterial
anzeigte, wurde das Erhitzen gestoppt, und das Gemisch wurde auf
Umgebungstemperatur abkühlen
lassen; das Lösungsmittel
wurde am Rotationsverdampfer entfernt, um ein braunfarbenes Öl zu ergeben.
Das Produkt wurde in Wasser (10 ml) und gesättigtem, wässrigem Natriumbicarbonat (10
m) aufgelöst,
mit Chloroform (3 × 30
ml) extrahiert und die kombinierten organischen Flüssigkeiten über wasserfreiem
Natriumsulfat getrocknet und unter reduziertem Druck zur Trockene
verdampft. Die Reinigung des Rohproduktes mithilfe der Silikagel-Säulenchromatographie (Methanol
: Chloroform; 5 : 95) ergab die Titelverbindung (35 mg, 67%) als blassgelbes Öl.
-
Die Verbindung weist einen Log-P-Wert
von 4,036 auf, und ein derartig günstiger Log-P-Wert zeigt an,
dass die Verbindung die Fähigkeit
aufweist, die Blut-Hirnschranke zu überqueren. Die Verbindung weist
einen Ki von 24 nM auf. Die niedrige Bindungskonstante lässt erkennen,
dass die Verbindung eine gute, hohe Affinität zur Bindung an bestimmte
nicotinerge Rezeptoren im ZNS aufweist. In Bezug auf die Dopamin-Freisetzung
weist die Verbindung einen EC50-Wert von
größer als
100000 nM und einen Emax-Wert von 0% auf,
was darauf hindeutet, dass die Verbindung bei der Induktion der
Neurotransmitter-Freisetzung,
selbst bei sehr hohen Konzentrationen, nicht wirksam ist. In Bezug
auf die Rubidiumionen-Freisetzung
weist die Verbindung einen EC50-Wert von
größer als
100000 nM und einen Emax-Wert von 0% auf,
was darauf hindeutet, dass die Verbindung bei der Induktion der
Aktivierung nicotinerger Rezeptoren im ZNS, selbst bei hohen Konzentrationen,
nicht wirksam ist. Die Verbindung weist einen Emax von
114% bei Rezeptoren des Muskel-Typs und einen Emax von
7% bei Rezeptoren des Ganglien-Typs auf.
-
Vorstehendes ist zur Erläuterung
der vorliegenden Erfindung beabsichtigt und darf nicht als einschränkend davon
ausgelegt werden. Die Erfindung ist durch die folgenden Ansprüche definiert,
indem den Ansprüchen
Entsprechendes darin eingeschlossen ist.