DE69920683T2

DE69920683T2 - Selektiv auf den CB2-Rezeptor wirkende Cannabinoide

Info

Publication number: DE69920683T2
Application number: DE69920683T
Authority: DE
Inventors: Alexandros Makriyannis; Atmaram Khanolkar; Dai Lu
Original assignee: University of Connecticut
Current assignee: University of Connecticut
Priority date: 1998-05-04
Filing date: 1999-05-04
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2019-05-05
Also published as: EP1076653A2; CA2340444A1; WO1999057107A2; WO1999057107A3; ES2224658T3; US6166066A; ATE277921T1; DE69920683D1; EP1076653B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Δ⁸-Tetrahydrocannabinol, das psychoaktive, von Marihuana abgeleitete Cannabinoid, bindet an den CB1-Rezeptor im Gehirn und an den CB2-Rezeptor in der Milz. Die Aktivierung des CB2-Rezeptors führt nachgewiesenermaßen zu einer Unterdrückung des Immunsystems (Mechoulam, Cannabinoids as Therapeutic Agents, CRC Press, Boca Raton, FL (1986)). Somit haben Medikamente, die selektiv den CB2-Rezeptor aktivieren, großes Potential als immunmodulatorische Mittel zur Verhinderung der Gewebeabstoßung in Organtransplantationspatienten und als immununterdrückende Mittel zur Behandlung von autoimmunassoziierten Krankheiten, (z. B. Lupus erythematosus, Gelenkrheumatismus, Psoriasis (Schuppenflechte), Multiple Sklerose und entzündliche Darmerkrankungen wie etwa Colitis ulcerosa und Morbus Crohn). CB2-Rezeptor-Agonisten können auch als entzündungshemmende Mittel und als Mittel zur Unterdrückung von peripheren und idiopathischen Schmerzen verwendet werden
Leider sind die meisten bekannten CB2-Rezeptor-Agonisten, einschließlich der meisten Cannabinoide, nicht selektiv in der Hinsicht, dass sie auch den CB1-Rezeptor stimulieren. Die Aktivierung des CB1-Rezeptors verursacht die sedativen und psychotropen Wirkungen, die mit der Verwendung von Marihuana einhergehen. Aus diesem Grund gibt es nur sehr wenige Mittel, wenn es überhaupt welche gibt, die gezielt auf den CB2-Rezeptor wirken, ohne gleichzeitig die unerwünschten Nebenwirkungen zu verursachen. Das volle Potential von Therapien, die das Immunsystem durch die selektive Stimulierung des CB2-Rezeptors modulieren, kann sehr wahrscheinlich nicht realisiert werden ohne die Weiterentwicklung von Mitteln, die selektive Agonisten für den CB2-Rezeptor sind.
C. G. Pitt et al. offenbart im Journal of Labelled Compounds, Band XI, Nummer 4, Seiten 551–575 die Synthese von markierten Cannabinoiden zur Verwendung in Radioimmunassay-Techniken. Verbindung 6 wird als unerwünschte Verunreinigung während der Synthese einer dieser markierten Cannabinoide erzeugt.
Verbindung 6
EP-A 0276732 offenbart Cannabinolderivate, die in Immunassays für den Nachweis von Cannabinolmetaboliten in Blut- oder Urinproben verwendet werden können. FR-A-2735774 offenbart verschiedene Indol- und Inden-Derivate als spezifische CB₂-Rezeptor-Agonisten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Hierin werden neue Verbindungen offenbart, die selektiv den CB2-Rezeptor aktivieren. Diese Verbindungen sind Cannabinoide, in denen die Alkyl-Seitenkette, die sich typischerweise in Cannabinoiden findet, durch einen monocyclischen oder bicyclischen Ring ersetzt ist, der mit dem typischerweise in Cannabinoiden vorhandenen tricyclischen Kern fusioniert ist. Beispielsweise wurde beobachtet, dass die Affinität von AM724 für den CB2-Rezeptor 400 mal höher ist als für den CB1-Rezeptor (Beispiel 2). Die Struktur von AM724 ist unten dargestellt gemeinsam mit Δ⁸-Tetrahydrocannabinol.
AM724
Delta-8-Tetrahydrocannabinol
Auf der Grundlage dieser Ergebnisse werden neue Verbindungen offenbart, die selektive CB2-Rezeptor-Agonisten sind, sowie die Verwendung dieser Verbindungen zum Modulieren des Immunsystems in einem Patienten.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Verbindung, umfassend einen substituierten oder nicht-substituierten tricyclischen cannabinoiden Kern. Der cannabinoide Kern umfasst einen Phenylring und einen carbocyclischen Ring mit 6 Atomen, fusioniert mit einem zentralen Pyranring, einem zentralen Dihydro-Pyranring oder mit einem zentralen Lactonring mit 6 Atomen (vorzugsweise einem Pyranring). Ein substituierter oder nicht-substituierter nicht-aromatischer C₅-C₈-carbocyclischer Ring, ein nicht-aromatischer heterocyclischer Ring mit 5–8 Atomen oder ein nicht-aromatischer bicyclischer Ring mit 7–10 Atomen wird mit dem Phenylring in den 2, 3-Positionen relativ zum tricyclischen cannabinoiden Kern fusioniert. Ebenfalls umfasst sind physiologisch annehmbare Salze der Verbindung.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind wirksam bei der Stimulation des CB2-Rezeptors, ohne den CB1-Rezeptor wesentlich zu aktivieren. Somit können die Verbindungen der vorliegenden Erfindung das Immunsystem in Patienten unterdrücken, ohne die psychotropen und sedativen Nebenwirkungen zu verursachen, die für Cannabinoide, wie etwa Δ⁸-Tetrahydrocannabinol, charakteristisch sind. Diese Verbindungen sind daher geeignet als Medikamente zum Unterdrücken der Abstoßung von transplantierten Organen, zur Behandlung von Autoimmunkrankheiten (z. B. Lupus erythematosus, Gelenkrheumatismus, Psoriasis, Multiple Sklerose und entzündliche Darmkrankheiten wie etwa Colitis ulcerosa und Morbus Crohn), zur Behandlung von Entzündungen und zum Unterdrücken von peripheren und idiopathischen Schmerzen. Zusätzlich verursachen die Verbindungen der vorliegenden Erfindung wahrscheinlich nicht mehr als minimale Nebenwirkungen.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt die Struktur einer Reihe von neuen Verbindungen der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Darstellung zweier Synthesen von (–)-Δ⁸-Tetrahydrocannabinol und Cannabinol-Analoga mit cyclisch fusionierten Ringen.
3 ist eine schematische Darstellung zweier Synthesen von Verbindungen der Erfindung mit einem fusionierten verbrückten bicyclischen Ring.
4 ist eine schematische Darstellung einer Synthese von Verbindungen der Erfindung mit einem fusionierten substituierten cyclischen Ring.
5A, 5B und 5C zeigen die Struktur einer Reihe von neuen Verbindungen der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Cannabinoide haben als Kern ein tricyclisches Ringsystem, in dem ein Phenylring und ein Ring mit 6 Atomen jeweils mit einem zentralen Pyranring oder mit einem Lactonring mit 6 Atomen (vorzugsweise einem Pyranring) fusioniert sind. Zusätzlich sind Cannabinoide in der Lage, charakteristische physiologische Wirkungen in Säugern hervorzurufen, einschließlich Euphorie, Delirium, Benommenheit, Halluzinationen, Schwäche und/oder Hyporeflexie. Der in einigen Cannabinoiden gefundene tricyclische Kern ist in der Strukturformel (I) dargestellt. Andere Cannabinoide haben den in der Strukturformel (I) dargestellten tricyclischen Kern so modifiziert, dass er eine oder mehrere Doppelbindungen in Ring A aufweist, beispielsweise eine Doppelbindung zwischen den Kohlenstoffen 8 und 9, zwischen den Kohlenstoffen 9 und 10 oder zwischen den Kohlenstoffen 9 und 11. Noch andere Cannabinoide haben die oben beschriebenen Kernstrukturen so modifiziert, dass sie Wasserstoff, Hydroxyl, Hydroxymethyl, Halogen (Chlor, Brom, Iod und Fluor), Methoxy, Ethoxy, Nitril, Nitro, halogeniertes Methyl, halogeniertes Ethyl, Methoxymethyl, Ethoxymethyl, Nitromethyl, Ethyl oder -CH₂CN-Gruppen, gebunden an den Kohlenstoff 11, an Stelle einer Methylgruppe aufweisen. In anderen Cannabinoiden ist die Hydroxylgruppe an Position 1 der Kernstruktur ersetzt durch beispielsweise -H, -OCH₃, -NH₂ oder -NHCH₃. Auch in der Strukturformel (I) dargestellt ist ein Nummerierungssystem für die Ringatome in der tricyclischen Kernstruktur.
Bekannte Cannabinoide sind im Allgemeinen auch an Position C-3 des cannabinoiden Kerns mit einer linearen Alkyl-Seitenkette substituiert. In den Cannabinoiden der vorliegenden Erfindung ist die lineare Alkyl-Seitenkette ersetzt durch einen substituierten oder nicht-substituierten nicht-aromatischen C5-C8 carbocyclischen Ring, einen nicht-aromatischen heterocyclischen Ring mit 5–8 Atomen oder einen nicht-aromatischen bicyclischen Ring mit 7–10 Atomen, fusioniert an den Positionen 2 und 3 des cannabinoiden Kerns. Optionale Substituenten für einen tricyclischen cannabinoiden Kern in den Verbindungen der Erfindung sind -H, -OH, -OCH₃, -OCH₂CH₃, Halogen (z. B. Chlor, Brom, Iod und Fluor), -CN, Azido, Isocyanat, Isothiocyanat, -NO₂, -CH₃, -C(Halogen)₃, -CH₂OH, -CH₂OCH₃, -CH₂OCH₂OCH₃, -CH₂(Halogen), -CH₂CN, -CH₂NO₂, -CH₂CH₃ und -CH₂C(Halogen)₃. Substitutionen können an Positionen 2, 4, 6a–10a oder an den 3 Methylgruppen stattfinden. Es sind Substitutionen an mehr als einer Position möglich. Cannabinoide mit anderen Substituenten können durch Abänderung der synthetischen Verfahren, die in Beispiel 1 beschrieben und in den 2–4 gezeigt sind, hergestellt werden. Beispielsweise führt das Ersetzen des Alkohols, der mit Verbindung 4 in Schema 1 von 2 reagiert, durch ein geeignet substituiertes Analogon zur Herstellung von Cannabinoiden mit einem substituierten Cyclohexenring oder mit Substituenten an einer der Methylgruppen, die mit dem Pyran- oder Cyclohexenring verbunden sind. Weitere geeignete Substituenten können durch Testen der modifizierten Cannabinoide in den in Beispiel 2 beschriebenen in vitro CB1- oder CB2-Assays identifiziert werden.
Zwei Ringe sind fusioniert, wenn sie sich eine Einzelbindung, eine Doppelbindung oder zwei benachbarte Ringatome teilen. Beispielsweise bildet ein Cyclohexanring fusioniert mit einem Phenylring eine Tetrahydronaphthalingruppe; ein Cyclopentanring fusioniert mit einem Phenylring bildet eine Indangruppe. In der vorliegenden Erfindung ist der Phenylring des cannabinoiden Kerns fusioniert mit einem substituierten oder nicht-substituierten nicht-aromatischen C₅C₈-carbocyclischen Ring, einem C₅-C₈-nicht-aromatischen heterocyclischen Ring oder einem nicht-aromatischen bicyclischen Ring mit 7–10 Atomen.
Carbocyclische Ringe sind nicht-aromatische Ringe, die nur Kohlenstoff als Ringatome umfassen. Beispiele umfassen substituiertes oder nicht-substituiertes Cyclopentan, Cyclohexan, Cycloheptan und Cyclooctan.
Heterocyclische Ringe sind nicht-aromatische Ringe, die ein oder zwei Heteroatome aus der Gruppe Sauerstoff, Stickstoff und/oder Schwefel als Ringatome aufweisen. Beispiele geeigneter heterocyclischer Ringe umfassen substituiertes oder nicht-substituiertes Tetrahydrofuran, Tetrahydrothiophen, 1,4-Dioxan, Morpholin, Thiomorpholin, Pyrrolidin, Pyran, Piperazin, Piperidin und Thiazolidin.
Bicyclische Ringsysteme umfassen zwei nicht-aromatische Ringe, die verbrückt oder fusioniert sind. Optional kann ein bicyclischer Ring ein oder mehrerer Heteroatome aus der Gruppe Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff aufweisen. Ein Beispiel eines geeigneten fusionierten Ringsystems ist Decalin. Verbrückte bicyclische Ringe teilen sich mindestens drei Ringatome und teilen sich daher mindestens zwei Einzelbindungen oder eine Einzelbindung und eine Doppelbindung. Beispiele von bicyclischen Strukturen umfassen eine 2.2.1 bicyclische Struktur mit 7 Atomen, eine 3.2.1 bicyclische Struktur mit 8 Atomen, eine 3.3.1 bicyclische Struktur mit 9 Atomen, eine 2.2.2 Struktur mit 8 Atomen und eine 3.3.2 Struktur mit 9 Atomen. Die Strukturen eines carbocyclischen 2.2.1 Rings mit 7 Atomen, eines 3.2.1 bicyclischen Rings mit 8 Atomen, eines 3.3.1 bicyclischen Rings mit 9 Atomen, eines 2.2.2 Rings mit 8 Atomen und eines 3.3.2 Rings mit 9 Atomen sind durch die Strukturformeln (II)–(VI) dargestellt:
Die Nomenklatur für bicyclische Ringsysteme zeigt die Anzahl von Ringatomen zwischen den Brückenköpfen. Ein "Brückenkopf" ist ein für beide Ringe gemeinsames Atom. Beispielsweise hat Bicyclo 2.2.1 Heptan, dargestellt in der Strukturformel (II) zwei (C-2 und C-3), zwei (C-5 und C-6) und einen (C-7) Kohlenstoff(e) zwischen den Brückenköpfen (C-1 und C-4).
Optionale Substituenten für die fusionierten carbocyclischen, heterocyclischen Ringe und bicyclischen Ringsysteme sind im Allgemeinen C1-C8-Alkylgruppen, substituierte C1-C8 Alkylgruppen oder kleine pharmakophore Gruppen.
Kleine pharmakophore Gruppen sind -H, -OH, -OCH₃, -OCH₂CH₃, Halogen (z. B. Chlor, Brom, Iod und Fluor), -CN, Azido, Isocyanat, Thioisocyanat, -NO₂, -CH₃, -C(Halogen)₃, oder -CH₂OH, -CH₂OCH₃, -CH₂OCH₂CH₃, -CH₂(Halogen), -CH₂CN, -CH₂NO₂, -CH₂CH₃ und -CH₂C(Halogen)₃. Alkylgruppen können geradkettig oder verzweigt sein. Geeignete Substituenten für eine Alkylgruppe umfassen kleine pharmakophore Gruppen wie oben beschrieben.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der selektive CB2-Agonist der vorliegenden Erfindung dargestellt durch die Formel (VII):
Ring A hat 0, eine oder zwei endocyclische Doppelbindungen. Eine "endocyclische Doppelbindung" ist so definiert, dass sie eine Doppelbindung ist, die zwischen zwei Kohlenstoffatomen in einem Ring gebildet wird. In einem Beispiel hat Ring A drei Doppelbindungen. In einem anderen Beispiel hat Ring A eine Doppelbindung zwischen den Kohlenstoffen 8 und 9. In einem weiteren Beispiel hat Ring A eine Doppelbindung zwischen den Kohlenstoffen 9 und 10. In noch einem anderen Beispiel hat Ring A keine Doppelbindungen.
X ist >C(CH₃)₂ oder -C=O. X ist vorzugsweise >C(CH₃)₂. R₁ ist -H, -OH, -OCH₃, -OCH₂CH₃, Halogen (z. B. Chlor, Brom, Iod und Fluor), -CN, -NO₂, -CH₃, -C(Halogen)₃, -CH₂OH, -CH₂OCH₃, -CH₂OCH₂CH₃, -CH₂(Halogen), -CH₂CN, -CH₂NO₂, -CH₂CH₃ oder -CH₂C(Halogen)₃. R₁ in der Strukturformel (VII) ist vorzugsweise -H oder -OH.
R₂ und R₃ bilden zusammengenommen mit den Kohlenstoffatomen, an die sie gebunden sind, einen substituierten oder nicht-substituierten C₅-C₈-monocyclischen oder C₇-C₁₀-bicyclischen carbocyclischen nicht-aromatischen Ring.
In einer stärker bevorzugten Ausführungsform ist der selektive CB2-Agonist der vorliegenden Erfindung dargestellt durch die Formel (VIII):
R₁ ist -CH₃ oder -CH₂OH.
R₄–R₇ sind unabhängig -H oder eine C₁-C₈-geradkettige substituierte oder nicht-substituierte Alkylgruppe. R₄ und R₅ sind vorzugsweise -H oder -CH₃.
Zusätzlich bilden R₆ und R₇ zusammengenommen eine substituierte oder nicht-substituierte Alkylengruppe, beispielsweise eine Ethylen-, Propylen- oder -(CH₂)₄-Gruppe. Geeignete Substituenten für eine Alkylengruppe sind wie für einen carbocyclischen oder bicyclischen Ringe beschrieben.
In einer noch stärker bevorzugten Ausführungsform ist der selektive CB2-Agonist der vorliegenden Erfindung dargestellt durch die Formel (IX):
R₁, R₄ und R₅ sind wie für Strukturformel (VIII) beschrieben. R₈ ist eine substituierte oder nicht-substituierte C₁-C₄-Alkylgruppe, vorzugsweise eine Methylgruppe.
Spezifische Beispiele für Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind in den 1 und 5A–5C dargestellt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der selektive CB2-Agonist der vorliegenden Erfindung, dargestellt durch die Formel (VII), (VIII) oder (IX), so modifiziert, dass die an den Phenylring gebundene Hydroxylgruppe durch ein -H ersetzt ist.
Eine "therapeutisch wirksame Menge" ist die Menge einer Verbindung, die nach der Verabreichung der Verbindung zu einer Unterdrückung des Immunsystems in einem Patienten führt. Typischerweise liegt eine "therapeutisch wirksame Menge" der Verbindung im Bereich von etwa 10 mg/Tag bis etwa 1000 mg/Tag, vorzugsweise von etwa 50 mg/Tag bis etwa 500 mg/Tag. Die genaue Dosierung des Wirkstoffs hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, einschließlich beispielsweise der biologischen Aktivität der jeweiligen Verbindung, Alter, Körpergewicht, Geschlecht und allgemeinem Gesundheitszustand des behandelten Patienten.
Der Ausdruck "Patient", wie hierin verwendet, bezieht sich auf einen Menschen oder ein Tier. Ein "Tier" bezeichnet veterinäre Tiere, wie etwa Hunde, Katzen, Pferde und dergleichen, sowie Nutztiere, wie etwa Kühe, Schweine, Meerschweinchen und dergleichen.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können durch eine Reihe von bekannten Verfahren verabreicht werden, einschließlich oral, rektal oder über parenterale Routen (z. B. intramuskulär, intravenös, subkutan, nasal oder topisch). Die Form, in der die Verbindungen verabreicht werden, wird durch die Verabreichungsroute bestimmt. Solche Formen umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf Kapseln und Tabletten-Formulierungen (für orale und rektale Verabreichung), flüssige Formulierungen (für orale, intravenöse, intramuskuläre oder subkutane Verabreichung) und Mikrocarrier für langsame Freisetzung (für rektale, intramuskuläre oder intravenöse Verabreichung). Die Formulierungen können auch ein physiologisch annehmbares Vehikel oder gegebenenfalls Adjuvantien, Geschmacksstoffe, Farbstoffe und Konservierungsstoffe enthalten. Geeignete physiologisch annehmbare Vehikel können Kochsalzlösung, steriles Wasser, Ringer-Lösung und isotonische Natriumchloridlösungen umfassen.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können gemäß den in 2–4 dargestellten Syntheseverfahren hergestellt werden. Beispielhafte Bedingungen für diese Synthesen sind in Beispiel 1 genannt. Deoxyanaloga, d. h. Verbindungen, in denen die an den Phenylring gebundene Hydroxylgruppe durch -H ersetzt ist, können durch geeignete Abänderungen dieser Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise können Deoxyverbindungen durch Verwendung des geeigneten Dimethoxyanalogons an Stelle von Verbindung 1 in den in 2 dargestellten Schemata hergestellt werden, oder durch Verwendung eines Monomethylresorcins, an Stelle des 2,6-Dimethoxyphenols in den in 3 dargestellten Schemata.
Ebenfalls in der vorliegenden Erfindung umfasst sind physiologisch annehmbare Salze der neuen CB2-selektiven Agonisten, die hierin offenbart sind. Salze von Verbindungen, die eine phenolische Gruppe oder andere funktionelle saure Gruppen enthalten, könnten durch Reagieren mit einer geeigneten Base hergestellt werden, beispielsweise einer Hydroxidbase oder einer Aminbase. Salze von sauren funktionellen Gruppen, enthalten ein Gegenkation, wie etwa Natrium, Kalium, Ammonium und dergleichen. Salze von Verbindungen, die ein Amin oder andere basische Gruppen enthalten, können beispielsweise erhalten werden durch Reagieren mit einer geeigneten organischen oder anorganischen Säure, wie etwa Chlorwasserstoff, Bromwasserstoff, Essigsäure, Perchlorsäure und dergleichen. Verbindungen mit einer quarternären Ammoniumgruppe enthalten ebenfalls ein Gegenanion, wie etwa Chlorid, Bromid, Iodid, Acetat, Perchlorat und dergleichen.
Die neuen Verbindungen der vorliegenden Erfindung haben noch andere Anwendungsmöglichkeiten als die Immunmodulation. Beispielsweise können die hierin offenbarten CB2-selektiven Cannabinoide verwendet werden, um Zellen auf CB2-Rezeptorexpression zu untersuchen. Die Zellen werden mit einem radiomarkierten CB2-selektiven Cannabinoid in Kontakt gebracht, gewaschen, um nicht gebundene Verbindung zu entfernen, und anschließend gezählt, um die verbliebene Radioaktivität zu messen. Zellen, die Radioaktivität behalten haben, binden die CB2-selektiven Cannabinoide und exprimieren daher wahrscheinlich den CB2-Rezeptor. CB2-selektive Cannabinoide können auch verwendet werden, um andere Verbindungen, die an den CB2-Rezeptor binden, zu identifizieren. Beispielsweise können an Stelle von CP-55,940 radiomarkierte CB2-selektive Cannabinoide in dem in Beispiel 2 beschriebenen CB2-Assay verwendet werden. Radiomarkierte Cannabinoide können beispielsweise hergestellt werden, indem Tritium-markierte reduzierende Mittel bei der Umwandlung von Verbindung 7 zu Verbindung 8 in 2 verwendet werden.
Die Verbindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert, die in keiner Weise als beschränkend angesehen werden sollen.
BEISPIELE
Beispiel 1 – Herstellung der Verbindung der vorliegenden Erfindung
Verbindung 2. Eine Lösung aus 1,8 g (7,63 mmol) des bekannten Tetralons 1 in 15 ml trockenem THF wurde in einem Eisbad gekühlt, und eine frisch hergestellte Lösung aus N-Hexylmagnesiumbromid (9,20 mmol) wurde tropfenweise hinzugefügt. Das resultierende Gemisch wurde bei Raumtemperatur über Nacht gerührt und anschließend in gesättigte Ammoniumchloridlösung gegeben. Das Produkt wurde in Diethylether extrahiert, die organischen Extrakte wurden zusammengegeben, getrocknet, und die Lösungsmittel wurden durch Rotationsverdampfung entfernt. Das Rohprodukt wurde in 30 ml Chloroform gelöst. Es wurden etwa 10 mg p-Toluolsulfonsäure hinzugefügt, und das resultierende Gemisch wurde bei Raumtemperatur für 30 min. gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde mit 10%iger Natriumbicarbonatlösung gewaschen, getrocknet und das Chloroform verdampft. Der Rückstand wurde auf Silicagel (10%iger Ethylether-Petroliumether) chromatographiert, um 1,90 g (82%) reiner Verbindung 2 als farbloses Öl zu ergeben.
Verbindung 3. 1,20 g (3,95 mmol) des Alkens 2 wurden in 40 ml absolutem Ethanol gelöst, es wurden 200 mg 10%iger Pd auf C-Katalysator hinzugefügt, und die Lösung wurde bei Raumtemperatur und atmosphärischem Druck für 2 Stunden einer Hydrierung unterzogen. Der Katalysator wurde abfiltriert und das Filtrat wurde rotationsverdampft. Der Rückstand wurde auf einer kleinen Silicagelsäule gereinigt, um 1,11 g (92%) Verbindung 3 zu ergeben.
Verbindung 4. Ein Stück Kaliummetall von 105,5 mg (2,70 mmol) wurde in 4 ml trockener THF unter heftigem Rühren bis zum Rückfluss erwärmt, und anschließend schnell in einem Eisbad abgekühlt. Zu diesem Kaliumsand wurde eine Lösung aus 0,7 g (2,29 mmol) Verbindung 3 in 1 ml THF in einem Stück unter Schutzgas oder Argon hinzugefügt. Das rotfarbige Gemisch wurde bei Raumtemperatur für 24 Stunden gerührt und anschließend durch Zugabe einer kleinen Menge Methanol, gefolgt von Wasser fertiggestellt. Nach der Säuerung wurde das Reaktionsgemisch mit Diethylether extrahiert. Zusammengegebene Etherextrakte wurden getrocknet und der Ether verdampft, um ein Öl zu ergeben, das chromatographiert wurde, um 260 mg (45%) des reinen Produkts zu ergeben. Eine Lösung des obigen Dimethylethers (250 mg, 0,9 mmol) in Dichlormethan wurde in einem Eisbad unter Argon gekühlt, und es wurden 1,26 ml einer 1-molaren Lösung aus Bortribromid (2,26 mmol BBr3) in Dichlormethan tropfenweise hinzugefügt. Das Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur für 2 Stunden gerührt und dann durch vorsichtige Zugabe von Wasser abgeschreckt. Die organische Schicht wurde abgetrennt, mit 10%igem Natriumbicarbonat gewaschen und getrocknet. Die Rotationsverdampfung ergab ein Rohprodukt, das auf Silicagel (50%iger Ethylether-Petroliumether) chromatographiert wurde, um 190 mg (85%) Resorcinol 4 zu ergeben.
Verbindung 5 & 6. 7 mg p-Toluolsulfonsäure wurde zu der Resorcinol 4-Lösung (63,3 mg, 0,25 mmol) und 43,6 mg cis/trans-p-Menthedienol (0,28 mmol) in 2,5 ml Chloroform hinzugegeben, und das Gemisch wurde für 45 Minuten einem Rückfluss unterzogen. Die Lösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, mit 10%igem Natriumbicarbonat gewaschen, getrocknet und verdampft. Der Rückstand wurde auf Silicagel (7%iger Ethylether-Petroliumether) chromatographiert, um 35 mg Tetrahydrocannabinol 5 und 7 mg Tetrahydrocannabinol 6 zu ergeben (gemeinsame Ausbeute 63%).
Verbindung 7. Eine Lösung aus Kaliumbis(trimethylsilyl)amid (2,03 mmol in 5 ml trockenem THF) wurde auf –78°C unter Argon abgekühlt, und eine Lösung aus 0,4 g Verbindung 1 (1,69 mmol) in 1 ml trockenem THF wurde tropfenweise hinzugefügt. Die Lösung wurde bei 78°C für 45 min gerührt, und es wurden 0,25 ml 1- Brompenthan (unverdünnt) hinzugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde langsam auf Raumtemperatur erwärmt und über Nacht gerührt. Das Gemisch wurde in eine gesättigte Ammoniumchloridlösung gegeben und mit Diethylether extrahiert. Zusammengegebene Etherextrakte wurden getrocknet und der Ether entfernt. Der Rückstand wurde auf Silicagel (30%iger Ethylether-Petroliumether) chromatographiert, um 0,38 g (75%) des alkylierten Produkts zu ergeben.
Verbindung 8. Hydrogenolyse von 7. Eine Lösung aus 70 mg (0,23 mmol) von 7 in 2,3 ml absolutem. Ethanol wurde mit 11,5 mg 10%igem Pd auf C-Katalysator gemischt. Einige Tropfen konzentrierter Salzsäure wurden hinzugegeben, und das Gemisch wurde bei Raumtemperatur und atmosphärischem Druck für 6 Stunden hydriert. Am Ende dieses Zeitraums wurde der Katalysator abfiltriert, und das Ethanol durch Rotationsverdampfung entfernt. Der Rückstand wurde durch eine kurze Silicasäule hindurchgeführt, um 63,8 mg (90%) des gewünschten Produkts zu ergeben.
Demethoxylierung. Das hier verwendete Verfahren ist identisch mit dem für die Herstellung von Verbindung 4 verwendeten. Somit wurden ausgehend von 370 mg (1,27 mmol) der Trimethoxyverbindung 106 mg (43%) der entsprechenden Dimethoxyverbindung erhalten.
Demethylierung unter Verwendung von Bortribromid. Das Verfahren ist ähnlich zu dem für die Herstellung von Verbindung 4 beschriebenen. Ausgehend von 100 mg (0,38 mmol) Dimethylether wurden 76,5 mg (86%) Resorcinol 8 erhalten.
Verbindung 9. Das Verfahren war ähnlich zu dem für die Herstellung von Verbindung 5 beschriebenen. Ausgehend von 61,6 mg (0,26 mmol) Resorcinol 8 wurden 59,2 mg (62%) Tetrahydrocannabinol 9 erhalten.
Verbindung 10. Das Gemisch aus 6,50 g 2,5-Dimethoxyphenol (42 mmol) und 7,70 g (1S,2S,3S,5R)-(+)-Isopinocampheol (50 mmol) in 200 ml 70%iger Methansulfonsäure wurde erwärmt und in einem 70°C Ölbad für 24 Stunden gerührt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Reaktionsgemisch auf Eis gegossen und mit Methylenchlorid extrahiert. Die Extrakte wurden mit Wasser gewaschen und mit einer Natriumbicarbonatlösung gesättigt, getrocknet mit Natriumsulfat. Die Entfernung des Lösungsmittels ergab 15,0 g eines braunen Öls des Rohprodukts. Das Rohprodukt wurde einer mehrsäuligen Chromatographieaufreinigung mit dem Elutionslösungsmittel des Gemisches aus Hexan, Methylenchlorid und Ethylacetat (5 : 5 : 1) unterzogen. Die Komponente mit dem Rf-Wert von 0,52 wurde gesammelt.
Verbindungen 11 bis 13
Diese drei Verbindungen wurden nach in Dominiami et al., J. Org. Chem. 42: 344 (1977) hergestellt beschriebenen Verfahren, dessen gesamte Lehren hierin durch Verweise aufgenommen sind.
Verbindungen 14 und 15
Das Gemisch von 1 mmol der Verbindung 13, 3 mmol trans-p-menta-2,8-Dien-1-ol und 36 mg p-Toluolsulfonsäuremonohydrat in 10 ml Chloroform wurde gerührt und in einem 70°C Ölbad für 3 Stunden erwärmt. Dann wurde die Reaktionstemperatur auf Raumtemperatur gesenkt. Die Reaktion wurde gestoppt durch Zugabe von 5 ml einer gesättigten Natriumbicarbonatlösung. Nach der Abtrennung wurde die wässrige Schicht mit Methylenchlorid zweimal extrahiert. Die zusammengegebene organische Schicht wird in Salzwasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet. Das Entfernen des Lösungsmittels durch Vakuumverdampfung ergab das gelbe ölige Rohprodukt. Die Produkte wurden durch Säulenchromatographie aufgereinigt. Das Elutionslösungsmittel war das Gemisch aus Petroliumether und Ethylacetat in einem Verhältnis von 100 zu 3. Die Ausbeute von 14 betrug 28%. Die Ausbeute von 15 betrug 30%. Der Schmelzpunkt von 14 betrug 72–73°C. Der Schmelzpunkt von 15 betrug 216–217°C.
Verbindungen in Schema 4 von 4
Die Verbindungen von Schema 4 in 4 wurden durch die in Love et al., J. Med. Chem. 16: 1200 (1973), Meltzer et al., Synthesis, 1981: 985 (1981) und Gareau, Bioorg. Med. Chem. et al., 6: 189 (1996) beschriebenen Verfahren synthetisiert, wobei diese Lehren in ihrer Gesamtheit hierin durch Verweis aufgenommen sind.
Beispiel 2 – Verbindungen der vorliegenden Erfindung, die selektiv an den CB2-Rezeptor binden
RADIOLIGAND-BINDUNGS-ASSAY
Die Bindungsaffinitäten der in dieser Erfindung beschriebenen neuen Verbindungen für den zentralen Cannabinoid-Rezeptor wurden unter Verwendung von Ratten-Vorderhirnmembranen als Quelle für CB1 untersucht. Die Membranen wurden wie nach dem Verfahren von Dodd et al., Brain Res. 226: 107 (1981) beschrieben hergestellt, wobei die gesamten Lehren hierin durch Verweis aufgenommen sind. Vollständige Hirne von Ratten ohne Cerebralcortex wurden mit einer Rasierklinge gewürfelt und in 0,32 M Sucrose, pH 7,4 homogenisiert. Die resultierende Suspension wurde bei 400 × g bei 4°C zentrifugiert. Der Überstand wurde abdekantiert und auf 1,2 M Sucrose in TME-Puffer (25 mM Trisbase, 5 mM MgCl₂, 1 mM EDTA, pH 7,4) geschichtet und bei 109.000 × g zentrifugiert. Die Grenzfläche, die das Plasmamembranprotein enthielt, wurde gesammelt, zusammengenommen und auf 0,8 M Sucrose in TME, pH 7,4 geschichtet. Das Pellet wurde vorsichtig in TME, pH 7,4 resuspendiert, und der Gesamtproteingehalt wurde durch das Verfahren von Markwell et al., Anal. Biochem. 87: 206 (1978), bestimmt, wobei die gesamten Lehren hierin durch Verweis aufgenommen sind. Das Protein wurde aufgeteilt, unter flüssigem Stickstoff gefroren und bei –80°C bis zur Verwendung gelagert.
Etwa 30 μg Gewebe wurden in einer silanisierten Mikrotitierplatte mit 96 Vertiefungen in TME, enthaltend 0,1% bovinem Serumalbumin, das im Wesentlichen fettsäurefrei war (BSA), 0,8 nM [H³] CP-55,940 und verschiedenen Konzentrationen der Testverbindung in einem endgültigem Volumen von 200 μl inkubiert. Die Tests wurden bei 30°C für 1 Stunde inkubiert. Die Proben wurden unter Verwendung eines Packard Filtermate 196 und Whatman GF/C Filterplatten filtiert und mit Waschpuffer (TME), enthaltend 0,5% BSA, gewaschen. Die Radioaktivität wurde unter Verwendung eines MicroScint 20 Scintillationscocktails, das direkt zu den getrockneten Filterplatten hinzugegeben wurde, bestimmt, und die Filterplatten wurden in einem Packard Instruments Top-Count gezählt. Nicht-spezifische Bindung wurde unter Verwendung von 100 nM CP-55,940 bestimmt. Die aus drei unabhängigen Experimenten, die mit doppelten Bestimmungen durchgeführt wurden, gesammelten Daten wurden zwischen 100% und 0% spezifischer Bindung für [H³] CP-55,940 normalisiert, und unter Verwendung von Puffer und 100 nM CP-55,940 bestimmt. Die normalisierten Daten wurden unter Verwendung einer nicht-linearen logarithmischen Gleichung mit 4 Parametern analysiert, um IC₅₀-Werte zu ergeben. Die Daten von mindestens zwei unabhängigen Experimenten, die doppelt durchgeführt wurden, wurden verwendet, um IC₅₀-Werte zu berechnen, die zu K_i-Werten konvertiert wurden, unter Verwendung der Annahmen von Cheng und Prusoff, Biochem. Pharmacol. 22: 3099 (1973), deren gesamte Lehren hierin durch Verweis aufgenommen sind.
Mäusemilz wurde verwendet als Quelle für CB2-Rezeptoren, um die Bindungsaffinität von in dieser Erfindung beschriebenen Analoga zu bestimmen. Der CB2-Bindungs-Assay wurde auf dieselbe Weise wie für CB1 durchgeführt. Es wurden silanisierte Zentrifugenröhrchen verwendet, um den Rezeptorverlust aufgrund von Adsorption zu minimieren. Die K_is (nanomolar) für eine Reihe von Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind in der Tabelle unten dargestellt:
Tabelle
Wie ersichtlich ist, hat eine Reihe von Verbindungen eine Affinität für den CB2-Rezeptor, die mehrere Zehnerpotenzen höher ist als für den CB1-Rezeptor.
Obgleich diese Erfindung insbesondere anhand der und unter Verweis auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es für den Fachmann auf dem Gebiet klar, dass verschiedene Modifikationen in der Form und den Details durchgeführt werden können, ohne von der allgemeinem Idee und dem Umfang der Erfindung abzuweichen, die durch die beigefügten Ansprüche definiert sind.

Claims

Verbindung, umfassend einen tricyclischen cannabinoiden Kern und einen nicht-aromatischen C5-C8 carbocyclischen Ring, einen nicht-aromatischen heterocyclischen Ring mit 5–8 Atomen, enthaltend mindestens ein N-, O- oder S-Atom, oder ein nicht-aromatisches bicyclisches Ringsystem mit 7–10 Atomen, optional enthaltend mindestens ein N-, O- oder S-Atom, wobei: a) der tricyclische cannabinoide Kern einen Phenylring und einen carbocyclischen Ring mit 6 Atomen fusioniert an einen zentralen Pyranring, einen zentralen Dihydro-Pyranring oder einen zentralen Lactonring mit 6 Atomen umfasst; und wobei der tricyclische cannabinoide Kern optional substituiert ist mit einer oder mehreren -OH, -OCH₃, -OCH₂CH₃, Halogen, -CN, Azido, Isocyanat, Isothiocyanat, -NO₂, -CH₃, -C(Halogen)₃, -CH₂OH, -CH₂OCH₃, -CH₂OCH₂CH₃, -CH₂(Halogen), -CH₂CN, -CH₂NO₂, -CH₂CH₃, oder -CH₂C(Halogen)₃-Gruppen; und b) der nicht-aromatische C5-C8 carbocyclische Ring, der nicht-aromatische heterocyclische Ring mit 5–8 Atomen oder das nicht-aromatische bicyclische Ringsystem mit 7–10 Atomen, optional substituiert ist mit einer oder mehreren C_1-8-Alkyl, -OH, -OCH₃, -OCH₂CH₃, Halogen, -CN, Azido, Isocyanat, Isothiocyanat, -NO₂, -CH₃, -C(Halogen)₃, -CH₂OH, -CH₂OCH₃, -CH₂OCH₂CH₃, -CH₂(Halogen), -CH₂CN, -CH₂NO₂, -CH₂CH₃, oder -CH₂C(Halogen)-Gruppen, oder mit mehreren C_1-8-Alkylgruppen, substituiert mit -OH, -OCH₃, -OCH₂CH₃, Halogen, -CN, Azido, Isocyanat, Isothiocyanat, -NO₂, -CH₃, -C(Halogen)₃, -CH₂OH, -CH₂OCH₃, -CH₂OCH₂CH₃, -CH₂(Halogen), -CH₂CN, -CH₂NO₂, -CH₂CH₃, oder -CH₂C(Halogen)-Gruppen, und mit dem Phenylring in den 2,3-Positionen relativ zum tricyclischen cannabinoiden Kern fusioniert ist; und physiologisch annehmbare Salze davon; mit der Maßgabe, dass die Verbindung nicht
ist.
Verbindung nach Anspruch 1, wobei die Verbindung durch folgende Strukturformel dargestellt ist:
wobei Ring A null bis drei Ringdoppelbindungen aufweist; x >C(CH₃)₂ oder -C=O ist; R₁ -H, -OH, -OCH₃, -OCH₂CH₃, Halogen, -CN, -NO₂, -CH₃, -C(Halogen)₃, -CH₂OH, -CH₂OCH₃, -CH₂OCH₂CH₃, -CH₂(Halogen), -CH₂CN, -CH₂NO₂, -CH₂CH₃ oder -CH₂C(Halogen)₃ ist; und R₂ und R₃ zusammen mit den Kohlenstoffatomen, an die sie gebunden sind, einen substituierten oder nicht-substituierten nicht-aromatischen C5-C7 monocyclischen oder C7-C10 bicyclischen carbocyclischen Ring bilden.
Verbindung nach Anspruch 1, wobei die Verbindung durch folgende Strukturformel dargestellt ist:
wobei R₁ -CH₃ oder -CH₂OH ist; R₄–R₇ unabhängig -H oder eine C1-C10 geradkettige substituierte oder nicht-substituierte Alkylgruppe sind; und wobei R₆ und R₇ zusammengenommen eine substituierte oder nicht-substituierte Ethylen-, Propylen- oder -(CH₂)₄-Gruppe bilden.
Verbindung nach Anspruch 3, wobei R₄ und R₅ -H oder -CH₃ sind.
Verbindung nach Anspruch 4, wobei die Verbindung durch die folgende Strukturformel dargestellt ist:
wobei R₈ eine C1-C4 substituierte oder nicht-substituierte Alkylgruppe ist.
Verbindung nach Anspruch 5, wobei die Verbindung durch eine Strukturformel ausgewählt aus:
dargestellt ist.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder ein physiologisch annehmbares Salz davon, zur Verwendung in der Therapie.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder ein physiologisch annehmbares Salz davon, zur Verwendung bei der Unterdrückung des Immunsystems in einem Patienten.
Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder eines physiologisch annehmbaren Salzes davon, zur Herstellung eines Arzneimittels zur Unterdrückung des Immunsystems in einem Patienten.
Verbindung der Formel
oder ein physiologisch annehmbares Salz davon zur Verwendung in der Therapie.
Verbindung der Formel
oder ein physiologisch annehmbares Salz davon zur Verwendung bei der Unterdrückung des Immunsystems in einem Patienten.
Verwendung einer Verbindung der Formel
oder eines physiologisch annehmbaren Salzes davon bei der Herstellung eines Arzneimittels zur Unterdrückung des Immunsystems in einem Patienten.