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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Synthese von neuen Liganden,
welche für
eine Untergruppe von Rezeptoren für Serotonin (5-HT) selektiv
sind. Obgleich es sieben Untergruppen von 5-HT-Rezeptoren gibt,
ist diese Erfindung selektiv für
die 5-HT6-Untergruppe. Diese Erfindung betrifft
ebenfalls die Synthese von neuen Liganden, welche für den 5-HT6-Untergruppen-Rezeptor selektiv sind, welche
als Agonisten für
die natürlichen Liganden
für diesen
Rezeptor wirken. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf die Erzeugung
von neuen Liganden, welche als Antagonisten gegenüber dem
5-HT6-Rezeptor wirken. Die Erfindung bezieht
sich ferner auf die Verwendung der Verbindungen, um Säuger zu
behandeln, welche durch Zustände
nachteilig beeinflusst werden, die durch den 5-HT6-Rezeptor vermittelt
werden.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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Serotonin-Rezeptoren
sind in eine Vielzahl von Familien und Unterfamilien (5-HT1 – 5-HT7) eingeteilt worden, und etwa 14 Populationen
sind kloniert worden. Eine der neuesten Populationen, die nachgewiesen wurden,
ist die 5-HT6-Untergruppe. Es ist beobachtet
worden, dass verschiedene trizyklische psychotrope Mittel (Neuroleptika,
Antidepressiva und atypische neuroleptische Mittel) den 5-HT6-Rezeptor mit nanomolaren Affinitäten binden
(Roth et al., J. Pharmacol. Exp. Ther. 1994, 268, 1403-1410). Ein
Ratten-5-HT6-Rezeptor wurde zuerst in 1993
kloniert, und erst kürzlich
beschrieb die gleiche Gruppe die Klonierung eines humanen 5-HT6-Rezeptors. Die 5-HT6-Serotonin-Rezeptoren
sind Mitglieder der G-Protein-Überfamilie,
sind positiv an ein Adenylatcyclase-zweites Boten-System gekoppelt
und werden primär
im zentralen Nervensystem gefunden. Serotonin, welches an der 5-HT6-Rezeptor-Untergruppe
gebunden ist, verursacht eine Aktivierung des Adenylatcyclaseenzyms,
unter gleichzeitig erhöhten
Spiegeln von intrazellulären
cAMP. Obgleich die exakte physiologische Funktion und klinische
Bedeutung der 5-HT6-Rezeptor-Untergruppe
nicht bekannt ist, wie oben angemerkt, binden viele antipsychotische
Mittel diese Rezeptoren mit hoher Affinität. Ebenfalls verhalten sich bei
Ratten, welche die 5-HT6-Rezeptoren nicht
exprimieren, die Tiere in einer Weise, welche anscheinend eine Zunahme
in der cholinergen Funktion involviert, was nahe legt, dass 5-HT6-spezifische Liganden von Wert sein könnten bei
der Behandlung von mit Angst in Zusammenhang stehenden Störungen und
Gedächtnisdefiziten.
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Beim
Binden an zellulären
Rezeptoren können
Liganden als Agonisten oder Antagonisten gegenüber endogener Rezeptor-Liganden-Funktion
wirken. Im Fall des 5-HT6-Rezeptors wurden
mehrere spezifische Liganden gefunden, welche als 5-HT6-spezifische
Antagonisten wirken, jedoch waren vor der vorliegenden Erfindung
selektive Liganden, welche als Agonisten gegenüber dem 5-HT6-Rezeptor
wirken, unbekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist ein Ziel der Erfindung, Derivate von Serotonin (5-HT) zu kreieren,
welche spezifisch die 5-HT6-Rezeptor-Untergruppe
der Serotonin-Rezeptorfamilie binden. Es ist ein weiteres Ziel der
Erfindung, 5-HT6-selektive Liganden zu kreieren,
welche als Agonisten wirken, wenn sie an dem 5-HT6-Rezeptor
gebunden sind. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, 5-HT6-selektive
Liganden zu kreieren, welche als Antagonisten wirken, wenn sie an
dem 5-HT6-Rezeptor gebunden sind. Ferner sind die
Verbindungen der vorliegenden Erfindung, welche Antagonistenaktivität besitzen,
Tryptamin-Derivate und sind strukturell nicht mit den früher beschriebenen
5-HT6-Antagonisten verwandt. Es ist ein
weiteres Ziel der Erfindung, 5-HT6-selektive Liganden an Tiere zu verabreichen,
um die physiologischen und biochemischen Wirkungen der spezifischen
Aktivierung und die Inhibition der 5-HT6-Rezeptor-Funktion
zu bestimmen. Schließlich
ist es ein Ziel dieser Erfindung, mentale Störungen, welche durch die 5-HT6-Funktion vermittelt werden, zu behandeln,
und zwar durch die Verabreichung der 5-HT6-selektiven
Agonisten und Antagonistenverbindungen, die hierin beschrieben werden,
an Behandlungssubjekte.
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Man
hat von verschiedenen Indolalkylaminen, einschließlich Serotonin
(5-HT) und 5-Methoxytryptamin,
festgestellt, dass sie den 5-HT6-Rezeptor
mit hoher Affinität
binden und eine potente dosisabhängige
Zunahme in cAMP-Spiegeln hervorrufen. Diese Tryptamine sind jedoch
nicht-selektiv und binden an multiple Familien von 5-HT-Rezeptoren.
Gemäß der Erfindung
wurden verschiedene Modifikationen von 5-HT gemacht, um Liganden
mit Selektivität
für den
5-HT6-Rezeptor zu erzeugen. Ein Analog von
5-HT mit einem eingeführten 2-Methyl-Substituenten
(2-Methyl-5-HT) bindet den 5-HT6-Rezeptor
mit einer Affinität,
die äquivalent
zu der der Stammverbindung ist. Das obige Analog ist selektiv für die 5-HT6- und 5-HT3-Rezeptoren
und bindet an der 5-HT6-Untergruppe mit
einer 20fach größeren Affinität als an
5-HT3-Rezeptoren.
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Ein
2-Methyl-Analog von 5-Methoxytryptamin, 5-Methoxy-2-methyltryptamin,
bindet an dem 5-HT6-Rezeptor mit einer Affinität, welche
zum 2-Methyl-5-HT vergleichbar ist. Gleichwohl mangelt es 5-Methoxy-2-methyltryptamin
an Affinität
für 5-HT3-Rezeptoren. Somit stellt 5-Methoxy-2-methyltryptamin
einen Liganden mit Spezifität
für die
5-HT6-Rezeptor-Untergruppe
dar. In der vorliegenden Erfindung wurde die 5-Methoxy-2-methyltryptamin-Verbindung
modifiziert, und mehrere ihrer Alkylderivate binden mit vergleichbarer
Affinität
und aktivieren die Adenylatcyclaseaktivität bei Spiegeln, die mit Serotonin
vergleichbar sind. Ferner bindet ein Derivat, 5-Methoxy-2-phenyltryptamin,
an den 5-HT6-Rezeptor mit einer hohen Affinität, jedoch
macht die Phenyladdition die Verbindung zu einem Antagonisten für 5-HT-stimulierte
Adenylatcyclaseaktivität.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Das
Vorstehende und andere Ziele, Aspekte und Vorteile werden aus der
nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen besser verstanden werden,
in welchen:
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Die 1 ein
Graph ist, der die Adenylatcyclaseaktivität zeigt, die mit mehreren Verbindungen
der Erfindung festgestellt wurde.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung sieht neue Tryptaminderivatverbindungen mit Selektivität für die 5-HT6-Rezeptor-Untergruppe
vor. Für
den vorliegenden Zweck wird ein Mittel als selektiv bezeichnet,
wenn es eine Affinität
für 5-HT6-Rezeptoren zeigt, welche zehnfach höher als
die Affinitäten
ist, welche sie für
andere verwandte Rezeptorpopulationen zeigt. Die Erfindung sieht
ferner ein Verfahren vor, welches die Verbindungen gegenüber dem Rezeptor-Untertyp
5-HT6 als Agonisten verwendet, oder als
Antagonisten zu Serotonin. Die Verbindungen der Erfindung können entweder
als freie Base oder als pharmazeutisch annehmbare Säureadditionssalzform,
zum Beispiel Hydrochlorid, Hydrobromid, Tartrat und Maleat, verwendet
werden. Sie können
in oralen oder injizierbaren pharmazeutischen Präparationen als prophylaktische
und akut-phasige Hilfsmittel zu Erleichterung und Umkehrung von
Serotonin-regulierten Symptomen verwendet werden. Sie können allein
oder in Kombinationen miteinander oder anderen bekannten Medikationen
verwendet werden. Schließlich
können
die Verbindungen wie oben zur Bestimmung der 5-HT6-Rezeptor-Funktion
eingesetzt werden.
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Serotonin
(5-Hydroxytryptamin, oder 5-HT) ist ein Produkt des Tryptophanmetabolismus
und ist ein Tryptaminderivat, welches ein potenter Neurotransmitter
ist. Serotonin ist ein gut charakterisiertes Tryptaminderivat, welches
die Calciumionenkanäle
auf der Oberfläche
von Nerven- und Muskelzellen reguliert. Viele mentale Störungen beim
Menschen sind mit Fluktuationen in Serotoninspiegeln assoziiert
und werden wirksam mit Arzneimitteln behandelt, welche spezifisch
mit Serotoninrezeptoren wechselwirken, oder welche die die Wiederaufnahme
von Serotonin in den präsynaptischen
Axonenden blockieren, was nahe legt, dass eine Serotonin-Dysregulierung
bei verschiedenen mentalen Störungen
involviert sein kann. Einige Serotonin-Rezeptor-Liganden sind klinisch
als Arzneimittel zur Behandlung von Migränekopfschmerzen, Depression,
Bluthochdruck und Psychose zugelassen.
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Im
Allgemeinen sind Tryptaminderivate nicht-selektiv und binden an
mehreren 5-HT-Rezeptor-Untergruppen.
Serotonin ist keine Ausnahme und bindet an verschiedenen Unterfamilien
des 5-HT-Rezeptors, einschließlich
der 5-HT
6-Untergruppe, wo es ein potenter
Aktivator der Adenylatcyclase-Enzymaktivität ist. Serotonin besitzt die
folgende chemische Formel:
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Einige
Modifikationen von Serotonin führen
zu einem Verlust der Affinität
für verschiedene
5-HT-Rezeptor-Untergruppen. Es wurde früher gedacht, dass die Einführung eines
2-Methyl-Substituenten
bei 5-HT von keinen 5-HT-Rezeptoren außer der 5-HT3-Untergruppe
toleriert wurde. Somit dachte man vor der Identifizierung des 5-HT6-Rezeptors, dass die 2-°-Methylierung von 5-HT das Produkt für die 5-HT3-Untergruppe selektiv macht. Wir haben herausgefunden,
dass das Zwei-Methyl-Derivat von 5-HT, 2-Methyl-5-HT, eine hohe Affinität für den 5-HT6-Rezeptor besitzt. In der Tat bindet 2-Methyl-5-HT
den 5-HT6-Rezeptor mit einer 20fach größeren Affinität gegenüber 5-HT3-Rezeptoren. Der 5-HT6-selektive Ligand
2-Methyl-5-methoxytryptamin enthält
ein primäres
Amin, welches ein Hindernis für
die Verbindung ist, die Blut-Gehirn-Schranke zu überqueren, und ebenfalls die
Verbindung anfällig
für eine
schnellen Verstoffwechselung aufgrund oxidativer Desaminierung macht.
Unsere Erkenntnis, dass ein Methylsubstituent an der 2-Position
durch den 5-HT6-Rezeptor toleriert wurde,
führte
zusammen mit der vorausgehenden Beobachtung, dass eine O-°-Methylierung
von 5-HT die Affinität
für den
5-HT3-Rezeptor zunichte macht, zu der vorliegenden
Erfindung.
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Um
die obigen Beschränkungen
von 2-Methyl-5-methoxytryptamin zu bestimmen, wurden mehrere Derivatverbindungen
synthetisiert, welche lipophil waren, und ebenfalls gegenüber einem
schnellen Metabolismus weniger zugänglich waren. N,N-Dimethyl-Substituenten
wurden 2-Methyltryptamin hinzugesetzt, um 2-Methyl-N,N-dimethyltryptamin
zu erzeugen (Ki = 308 nM). Die Wiedereinführung der Methoxygruppe zu
dieser Verbindung, um 2-Methyl-5-methoxy-N,N-dimethyltryptamin
zu bilden, führte
zu einer Verbindung (Verbindung A) mit einer Affinität für den 5-HT
6-Rezeptor von Ki = 60 nM. Eine Homologenisierung
des 2-Methyl-Substituenten der obigen Verbindung zur Bildung von
2-Ethyl-5-methoxy-N,N-dimethyltryptamin
führte
zu einem Liganden mit einer erhöhten
Affinität
für 5-HT
6 von Ki = 16 nM (Verbindung B). Um zu bestimmen,
ob voluminösere
Additionen anstelle einer Methyl- oder Ethylgruppe eingefügt werden
könnten
oder nicht, wurde das 2-Phenol-Derivat des 2-Methyl-5-methoxy-N,N-dimethyltryptamins
erzeugt. Diese Verbindung D bindet den 5-HT
6-Rezeptor
mit einem Ki = 20 nM. Diese Derivate waren von der allgemeinen Formel
1
worin R
1 und
R
2 = H oder CH
3 sind,
R
3 = H, OH, OCH
3 oder
ein substituiertes oder nicht substituiertes Alkyl ist,
R
4 = H, CH
2-Phenyl,
SO
2-Phenyl oder CH
2 als
Teil eines substituierten oder nicht substituierten Alkylrings,
der R
4 und R
5 verbindet,
ist,
R
5 = H, CH
3 oder
CH
2 als Teil eines substituiertern oder
nicht substituierten Alkylrings, der R
5 mit
entweder R
4 oder R
6 verbindet,
ist,
R
6 = H, CH
3 oder
CH
2 als Teil eines substituierten oder nicht
substituierten Alkylrings, der R
6 und R
5 verbindet, ist. Somit bezieht sich die
vorliegende Erfindung auf die Verbindungen, die in einem beliebigen
der Ansprüche 1
bis 6 oder 9 definiert sind.
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Die
Verbindungen der Erfindung und die pharmazeutisch annehmbaren Salze
der Verbindungen der Erfindung können
in Form von pharmazeutischen Präparationen
verwendet werden. Die Präparationen
können
oral, zum Beispiel in Form von Tabletten, beschichteten Tabletten,
Dragees, harten und weichen Gelatinekapseln, Lösungen, Emulsionen oder Suspensionen
verabreicht werden. Die Verabreichung kann rektal, zum Beispiel
in Form von Zäpfchen,
oder parenteral, zum Beispiel in Form von Injektionslösungen,
ausgeführt
werden.
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Die
Verbindungen der Erfindung können
pharmazeutisch inerten, anorganischen oder organischen Trägern für die Herstellung
von pharmazeutischen und Forschungspräparationen produziert werden.
Die Präparationen
können
Konservierungsmittel, Solubilisierungsmittel, Benetzungsmittel,
Emulgiermittel, Süßungsmittel,
Färbemittel,
Geschmacksstoffe, Salze zur Variierung des osmotischen Drucks, Puffer,
Maskierungsmittel oder Antioxidationsmittel enthalten. Sie können ebenfalls
noch andere therapeutisch wertvolle Substanzen enthalten.
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Die
Verbindungen der vorliegenden Erfindung können ebenfalls radiomarkiert
werden und verwendet werden, um andere 5-HT6-Liganden
zu identifizieren, und zwar unter Verwendung von im Fachbereich
gängigen
Techniken. Dies kann erreicht werden, indem der Rezeptor in Gegenwart
eines Ligandenkandidaten plus einer äquimolaren Menge an radiomarkierter
Verbindung der Erfindung inkubiert wird. Liganden, welche für 5-HT6 selektiv sind, werden dann als jene enthüllt, die
nicht signifikant durch die Verbindungen der vorliegenden Erfindung
ersetzt werden können.
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Eine
andere Ausführungsform
der Erfindung kann die Verabreichung der Verbindungen der Erfindung an
Tiere in Arzneistoffdiskriminierungsassays sein. In einem Arzneimitteldiskriminierungsparadigma
können Tiere
(für gewöhnlich Ratten)
trainiert werden, um die Wirkungen von gegebenen Mitteln zu erkennen.
Wenn diese Tiere einmal trainiert wurden, können sie in Tests zur Stimulusgeneralisierung
verwendet werden, um andere Mittel zu identifizieren, welche ähnliche
Wirkungen hervorrufen (d. h. Agonisten), oder die Tiere können in
Tests des Stimulusantagonismus verwendet werden, um Mittel zu identifizieren,
welche die Wirkungen des Trainingsarzneistoffes blockieren oder
antagonisieren (d. h. Antagonisten). Somit kann die Prozedur verwendet
werden, um Agonisten zu identifizieren, welche eine Wirkung hervorrufen,
die dem Trainingsarzneistoff entspricht, mehr Antagonisten, welche
die Wirkungen des Trainingsarzneistoffes blockieren können. Speziell
können
mit einem 5-HT6-selektiven Agonisten als
Trainingsarzneistoff die Tiere verwendet werden, um andere 5-HT6-Agonisten zu identifizieren und 5-HT6-Antagonisten zu identifizieren.
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Eine
Familie von Verbindungen, die zur Verwendung in dieser Erfindung
in Betracht gezogen wird, wird durch die Formel 2 repräsentiert
worin R
2 aus
der Gruppe gewählt
wird, die aus Ethyl, n-Propyl und Phenyl besteht.
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Eine
andere Familie von Verbindungen zur Verwendung in dieser Erfindung
wird durch die Formel 3 angegeben
worin R
1 aus
der Gruppe gewählt
wird, die aus Niederalkylen wie Ethyl und Propyl, Methyl und Wasserstoff, besteht,
und es kann an jeder Position gleich oder unterschiedlich sein,
und R
4 ist aus der Gruppe, die H, Methyl,
Ethyl oder Propyl umfasst.
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Die
folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung genauer.
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Beispiel 1
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Synthese
von 2-Ethyl-5-methoxy-N,N-dimethyltryptaminmaleat (Verbindung B).
Eine 2,5 M Lösung von
nBuLi (1,75 ml, 4,38 mMol) wurde in tropfender Weise zu einer gerührten Lösung von
2-Methyl-5-methoxy-N,N-dimethyltryptamin (Verbindung A in den unten
stehenden Beispielen) als freie Base (1,00 g, 4,33 mMol) in trockenem
THF (7 ml) bei –78 °C unter N2 gegeben.
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Nach
dem Rühren
der Reaktionsmischung für
fünf Minuten
wurde das Kühlbad
entfernt, und CO2-Gas wurde 10 Minuten lang
in die Lösung
geleitet. Das Lösungsmittel
wurde bei 0 °C
unter reduziertem Druck entfernt, wodurch man einen transparenten
Feststoff erhielt. Der Kolben wurde mit N2 gespült, und
trockenes THF (7 ml) wurde hinzugesetzt. Die Reaktionsmischung wurde
bei –150 °C unter reduziertem
Druck von 1 mMHg entgast, dann auf –78 °C erwärmen gelassen; 1,7 M tNuLi
(2,8 ml, 4,8 mMol) wurde in tropfender Weise hinzugesetzt. Die Lösung wurde
bei –78 °C drei Stunden
lang gehalten. Es wurde sichergestellt, dass die Reaktion mit einer
gesättigten ätherischen
Lösung
von HCl angesäuert
wurde. Wasserfreies Et2O wurde zu der resultierenden
Suspension hinzugesetzt, und der Überstand wurde dekantiert.
Der Rückstand
wurde bei 100 °C unter
reduziertem Druck 20 Minuten lang erhitzt. Der resultierende Rückstand
wurde mittels Flash-Chromatographie auf Silicagel (CH2Cl2/MeOH; 12:1) gereinigt, wodurch man 0,17
g eines hellgelben Öls
(16 %) erhielt. 1H-NMR (CDCl2) δ 8,06 (s,
1H, J = 8,67 Hz), 6,98 (s, 1H), 6,76 (dd, 1H, J = 2,34, 8,73 Hz),
3,84 (s, 3H), 2,91-2,87 (m, 2H), 2,71 (q, 2H, J = 7,38 Hz), 2,57-2,52
(m, 2H), 2,38 (s, 6 Hz), 1,25 (t, 3H, J = 7,38 Hz). Das Maleatsalz
wurde hergestellt und aus einer EtOAc/Et2O-Mischung
umkristallisiert; Schmp.: 123 °C.
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Beispiel 2
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Magnesiumspäne und NH4Cl wurden zu einer Lösung vom Beispiel 11 unten
(1-Benzolsulfonyl-5-methoxy-2-n-propyl-N,N-dimethyltryptamin, freie
Base; 259 mg, 0,65 mMol) in MeOH (17 ml) gegeben, und die Mischung
wurde bei Raumtemperatur eine Stunde lang gerührt. Eine gesättigte NH4Cl-Lösung
wurde hinzugesetzt, und die Reaktionsmischung wurde mit CH2Cl2 extrahiert.
Der organische Teil wurde getrocknet (MgSO4),
und die Lösungsmittel
wurden unter reduziertem Druck entfernt. Der Rückstand wurde mittels Flash-Chromatographie auf
Silicagel (CH2Cl2/MeOH;
9:1) gereinigt, wodurch man 75 mg eines hellgelben Öls erhielt. 1H-NMR (CDCl3) δ 7,71 (brs,
1H), 2,89-2,83 (m, 2H), 2,69 (t, 2H, J = 7,56 Hz), 2,53-2,47 (m,
2H), 2,36 (s, 6H), 1,68 (tq, 2H, J = 7,28, 7,56 Hz), 0,98 (t, 3H,
J = 7,28 Hz). Das Salz wurde hergestellt und aus Aceton umkristallisiert;
Schmp.: 146-147 °C.
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Beispiel 3
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5-Methoxy-2-phenyl-N,N-dimethyltryptaminoxalat
(Verbindung D). 5-Methoxy-2-phenylindol (3 g, 13,44 mMol) wurde
zu einer gerührten
eisgekühlten
Lösung
von 1-Dimethylamino-2-nitroethylen (1,56 g, 13,44 mMol) in Trifluoressigsäure (8 ml)
gegeben. Die resultierende Mischung wurde unter N2 bei
Raumtemperatur 30 Minuten lang gerührt und dann in Eis/Wasser
gegossen. Die Lösung
wurde mit EtOAc extrahiert, und der organische Teil wurde der Reihe
nach mit gesättigter
NaHCO3-Lösung,
H2O und dann Salzlösung gewaschen. Der organische
Teil wurde getrocknet (MgSO4), und Lösungsmittel
wurde unter reduziertem Druck entfernt. Der Rückstand wurde aus CH2Cl2/Hexan umkristallisiert,
wodurch man 2,36 g (60 %) eines roten Pulvers erhielt. 1H-NMR
(Aceton-d6) δ 8,82
(brs, 1H), 3,92 (s, 3H), IR (KBr) 1 601, 1 475, 1 251 cm–1.
Eine Lösung
dieses Materials (2 g, 6,75 mMol) in trockenem THF wurde tropfenweise
zu einer auf 0 °C
gekühlten
Suspension von LiAlH4 (1,54 g, 40,5 mMol)
in trockenem THF unter N2 gegeben. Die Reaktionsmischung
wurde bei Rückfluss eine
Stunde lang erhitzt und dann über
Nacht bei Raumtemperatur stehen gelassen. Die resultierende Mischung
wurde mit H2O und dann mit 15%iger NaOH-Lösung gelöscht. Celite
wurde hinzugesetzt, und die Lösung
wurde filtriert. Das Lösungsmittel
wurde unter reduziertem Druck entfernt. Der Rückstand wurde mittels Flash-Chromatographie
auf Silicagel gereinigt (CH2Cl2/MeOH;
9:1), wodurch man 1 g (55 %) des primären Amins als ein Öl erhielt. 1H-NMR (CDCl3) δ 8,19 (brs,
1H, J = 2,37 Hz), 6,88 (dd, 1H, J = 2,24, 8,75 Hz), 3,89 (s, 3H),
3,04 (brs, 4H). IR (KBr) 3 397, 3 347 cm–1.
Natriumcyanoborhydrid (510 mg, 8,12 mMol) wurde zu einer Lösung des
primären
Amins (700 mg, 2,63 mMol) und 37%iger wässriger CH3O
in MeCN (10 ml) bei Raumtemperatur hinzugefügt. Die resultierende Mischung
wurde auf einen pH-Wert von 5 mit HOAc eingestellt und bei Raumtemperatur über Nacht
rühren
gelassen. Eine 15%ige Lösung
von NaOH wurde hinzugesetzt, um die Mischung zu neutralisieren,
und die Mischung wurde mit CH2Cl2 extrahiert. Der vereinigte organische Teil
wurde mit gesättigter
NaHCO3-Lösung
und Salzlösung
gewaschen. Der organische Teil wurde getrocknet (MgSO4),
und das Lösungsmittel
wurde unter reduziertem Druck entfernt. Der Rückstand wurde mittels Flash-Chromatographie auf
Silicagel (CH2Cl2/MeOH;
9:1) gereinigt, wodurch man 195 mg 5-Methoxy-2-phenyl-dimethyltryptamin,
freie Base, als ein weißes
Pulver erhielt. 1H-NMR (CDCl3) δ 8,05 (brs,
1H), 7,56-7,53 (m, 2H), 7,49-7,44 (m, 2H), 7,39-7,34 (m, 1H), 7,29,
7,25 (m, 1H), 7,11 (d, 1H, J = 2,25 Hz), 6,87 (dd, 1H, J = 2,52,
8,73 Hz), 3,89 (s, 3H), 3,13-3,08
(m, 2H), 2,72-2,66 (m, 2H), 2,39 (s, 6H). Obgleich bei dem HCl-Salz bereits
früher
von Schwierigkeiten bei seiner Reinigung berichtet wurde, erfolgte
die Isolierung des Produktes als sein Salz nach Umkristallisation
aus Aceton.
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Referenzbeispiel 4
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4-Dimethylaminomethyl-9-benzyl-6-methoxy-1,2,3,4-tetrahydrocarbazolhydrochlorid
(Verbindung E). Eine Mischung von 4-Methoxyphenylbenzylamin (42
g, 0,2 Mol) und Ethyl-6-bromcyclohexanoncarboxylat
(J. Org. Chem. 1961, 26, 22) (24,9 g, 0,1 Mol) wurden am Rückfluss
in trockenem Benzol (250 ml) 24 Stunden lang erhitzt. Die Reaktionsmischung
wurde gekühlt,
und gefälltes
(4-Methoxyphenyl)benzylaminhydrobromid wurde mittels Filtration
abgetrennt. Der Benzolextrakt wurde konzentriert und verstaubtes
Zinkchlorid (40 g) wurden unter Rückfluss in absolutem Ethanol
(125 ml) sechs Stunden lang hinzugesetzt. Die gekühlte Mischung
wurde in H2O (250 ml) aufgeschlämmt und
mit (Et2O; 4 × 200 ml) extrahiert. Die vereinigten
Etherextrakte wurde mit 5%iger HCl (100 ml), gefolgt von Salzlösung gewaschen
und mit MgSO4 getrocknet. Der Etherextrakt
wurde unter reduziertem Druck abgedampft, wodurch man den rohen
Ethylester der Titelverbindung erhielt, welche mit einer Lösung von
KOH (50 g) in H2O (150 ml) und CH3OH (150 ml) bei Rückflusstemperatur drei Stunden
lang behandelt wurde. Die Lösung
wurde bis zur Trockne unter reduziertem Druck abgedampft, der resultierende
Rückstand
wurde in H2O (250 ml) gelöst, und
die wässrige
Lösung
wurde mit Et2O extrahiert und mit 10 % HCl
angesäuert.
Der resultierende Feststoff wurde getrocknet, wodurch man 22 g (33 %)
der Titelverbindung erhielt, und er wurde aus 1 s.PrOH-H2 umkristallisiert;
Schmp.: 212-214 °C.
Zu einer Mischung von Natriumhydrid (0,96 g, 0,04 Mol) in trockenem
Benzol (200 ml) wurde portionsweise 9-Benzyl-6-methoxy-1,2,3,4-tetrahydro-4-Carbonsäure (14,00
g, 0,04 Mol) gegeben, und die Mischung wurde eine Stunde lang gerührt. Thionoylchlorid
(3,00 ml, 0,04 Mol) wurde langsam hinzugesetzt, und das Rühren wurde 30
Minuten lang fortgesetzt. Die resultierende Lösung wurde in eine wässrige Dimethylaminlösung (40
%) (36,50 ml) unter Eisbadkühlung
gegossen. Die Mischung wurde eine Stunde lang gerührt, mit
100 ml H2O, NaHCO3 (50
ml) und gesättigter
Salzlösung
(50 ml) gewaschen und mit MgSO4 getrocknet,
verdünnt
mit n-Pentan (200 ml) und gekühlt,
wodurch man 4-Dimethylaminocarbonyl-9-benzyl-6-methoxy-1,2,3,4-tetrahydrocarbazol
(9,10 g, 60 %); Schmp.: 153-155 °C, erhielt.
Zu einer gerührten
Lösung
von LiAlH4 (4,71 g, 94,2 mMol) in trockenem
THF wurde portionsweise 4-Dimethylaminocarbonyl-9-benzyl-6-methoxy-1,2,3,4-tetrahydrocarbazol
(9,00 g, 24,8 mMol) gegeben, und die Mischung wurde unter Rückfluss
fünf Stunden
lang erhitzt, die Reaktionsmischung wurde mit kaltem Wasser (5,0
ml), NaOH-Lösung (5,0
ml) versetzt und filtriert. Das Filtrat wurde bis zur Trockne abgedampft,
wodurch man 4-Dimethylamino-9-benzyl-6-methoxy-1,2,3,4-tetrahydrocarbazol
(8 g, 92 %) erhielt. Die freie Base wurde in Ether gelöst, zu dem
Salz unter Verwendung von ätherischem
Hydrochlorid umgewandelt und aus einer Mischung von EtOH und Et2O umkristallisiert; Schmp.: 238-240 °C.
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Referenzbeispiel 5
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Die
Verbindung F ist bekannt und wurde gemäß der folgenden Patentprozedur
hergestellt: 4-Aminomethyl-9-benzyl-1,2,3,4-tetrahydrocarbazole,
US-Patent Nr. 3 939 177, 17. Februar 1976.
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Beispiel 6
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Natriummetall,
Verbindung G, wurde portionsweise während einer Zeitdauer von dreißig Minuten
zu einer gerührten
Lösung
von 4-(Dimethylaminomethyl)-9-benzyl-6-methoxy-1,2,3,4-tetrahydrocarbazol (4 g, 0,01
Mol) in flüssigem
NH3 (300 ml) gegeben. NH4Cl(3,0
g) wurde solange hinzugesetzt, bis die blaue Farbe der Mischung
verschwand. Das NH3 wurde abgedampft, Wasser
(50 ml) wurde hinzugesetzt, und die Mischung wurde mit CH2Cl3 extrahiert.
Der vereinigte organische Teil wurde mit Wasser (50 ml), Salzlösung (50
ml) gewaschen, getrocknet (MgSO4) und abgedampft,
wodurch man ein Öl
erhielt. Das Öl
wurde mittels Säulenchromatographie
(CHCl3/MeOH; 9:1) gereinigt und zu einem
Oxalatsalz umgewandelt. Das Salz wurde aus wasserfreiem Et2O/absolutem EtOH umkristallisiert, wodurch
man 1,8 g des gewünschten
Ziels als ein weißes
Pulver erhielt. 1H-NMR (CDCl3,
freie Base) δ 8,10
(s, 1H, NH), 7,20 (t, 1H, ArH), 6,90 (d, 1H, ArH), 6,70 (dd, 1H, ArH),
3,80 (s, 3H, OCH3), 3,40 (t, 1H, CH), 3,15 (d, 1H, CH), 3,0 (t,
1H, CH), 3,00 (t, 1H, CH), 2,82 (s, 6H, 2XCH3), 2,63-2,73 (m, 2H,
CH2), 2,23 (m, 1H, CH), 1,8-2,0 (m, 3H, CH2-CH).
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Beispiel 7
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Eine
Mischung der Verbindung G als freie Base (0,5 g, 1,94 mMol) und
Natriumhydrid (60 %) (0,085 g, 3,54 mMol) wurde bei 100 °C unter Stickstoff
erhitzt, bis die Entwicklung von H2-Gas
aufhörte.
Die resultierende Masse wurde in wasserfreiem DMF gelöst, und
Benzolsulfonylchlorid (0,30 ml, 2,35 mMol) wurde tropfenweise bei
0 °C hinzugesetzt.
Die Reaktionsmischung wurde bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Gesättigte NaHCO3-Lösung wurde
hinzugesetzt und mit CH2Cl2 (3 × 25 ml)
extrahiert. Die organische Schicht wurde über MgSO4 getrocknet,
und das Lösungsmittel
wurde unter Druck entfernt. Der Rückstand wurde mittels Säulenchromatographie
(CH2Cl2/MeOH; 9:1)
als Eluent gereinigt, wodurch man ein Öl (0,60 g, 76 %) erhielt, und
zum Hydrochloridsalz umgewandelt. Das Hydrochloridsalz wurde aus
Ethanol und wasserfreiem Ether umkristallisiert; Schmp.: 259-261 °C.
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Referenzbeispiel 8
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6,7,8,9-Tetrahydro-2-methoxy-10-(N,N-dimethylaminoethyl)pyridol[1,2-a]indol-9-on-oxalat (I). Eine Mischung
von 5-Methoxy-N,N-dimethyltryptamin (freie Base) (2,00 g, 9,17 mMol)
und 60%igem NaH (0,41 g, 10,1 mMol) wurde bei 100 °C unter N2 erhitzt, bis die Entwicklung von Gas aufgehört hatte.
Die resultierende Masse wurde in wasserfreiem DMF (25 ml) gelöst, und
wasserfreies γ-Butyrolacton
(1,4 ml, 18,2 mMol) wurde tropfenweise bei Raumtemperatur hinzugesetzt.
Die Reaktionsmischung wurde am Rückfluss
20 h lang erhitzt, auf 0 °C
gekühlt
und durch Zugabe von ätherischer
Lösung
von HCl angesäuert.
Zusätzlich
wurde Et2O zu der resultierenden Suspension
hinzugesetzt, und der Überstand
wurde dekantiert. Der Rückstand
wurde in PPE (52,5 ml) und CHCl3 (100 ml)
gelöst,
und die Reaktionsmischung wurde am Rückfluss 3 h lang unter N2 erhitzt. Die resultierende Mischung wurde
durch Zugabe von 15 % NaOH-Lösung
bei Eis-Bad-Temperatur neutralisiert und mit CH2Cl2 extrahiert. Der organische Teil wurde getrocknet
(MgSO4), und Lösungsmittel wurde unter reduziertem
Druck entfernt. Der Rückstand
wurde mittels Flash-Chromatographie
auf Silicagel gereinigt (CH2Cl2/MeOH;
20:1), wodurch man 0,52 g (20 %) an 6,7,8,9-Tetrahydro-2-methoxy-10-(N,N-dimethylaminoethyl)pyridol[1,2-a]indol-9-on,
freie Base, als ein gelbes Öl
erhielt. 1H-NMR (DMSO-d6) δ 7,35 (d,
1H, J = 8,79 Hz), 7,18 (s, 1H), 6,88 (d, 1H, J = 8,85 Hz), 4,06
(t, 2H, J = 6,60 Hz), 3,80 (s, 3H), 3,42-3,36 (m, 2H), 3,17-3,12 (m,
2H), 2,85 (s, 6H), 2,66-2,62 (m, 2H). IR (CHCl3)
1 648 cm–1.
Eine kleine Probe wurde zu dem Oxalatsalz umgewandelt; Schmp.: 191-192 °C.
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Referenzbeispiel 9
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6,7,8,9-Tetrahydro-2-methoxy-10-(N,N-dimethylaminoethyl)pyridol[1,2-a]indol-oxalat
(J). Eine Lösung von
1,0 M Boran/THF (2 ml, 2 mMol) wurde tropfenweise zu Eisbad-gekühltem 6,7,8,9-Tetrahydro-2-methoxy-10-(N,N-dimethylaminoethyl)pyridol[1,2-a]indol-9-on-oxalat
(290 mg, 1,01 mMol) unter N2 gegeben. Die
Reaktionsmischung wurde bei Raumtemperatur 2 h lang gerührt. Aceton
(3 ml) wurde hinzugesetzt, und die Reaktionsmischung wurde am Rückfluss
1 h lang erhitzt, um das nicht umgesetzte Boranreagens zu löschen. Das Lösungsmittel
wurde unter reduziertem Druck entfernt. Der Rückstand wurde mittels Flash-Chromatographie auf
Silicagel (Hexan/EtOAc; 4:1) gereinigt, wodurch man 207 mg (75 %)
eines hellgelben Öls
erhielt. 1H-NMR (DMSO-d6) δ 7,34 (d,
1H, J = 8,85 Hz), 7,21 (s, 1H), 4,08 (t, 2H, J = 6,65 Hz), 3,79
(s, 3H), 3,40-3,35 (m, 2H), 3,30-3,25 (m, 2H), 3,06-3,01 (m, 2H),
2,83 (s, 6H), 1,76-1,69 (m, 2H), 1,40-1,31 (m, 2H). Eine kleine
Portion wurde zu ihrem Oxalatsalz umgewandelt; Schmp.: 114-115 °C.
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Referenzbeispiel 10
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1-Benzolsulfonyl-5-methoxy-N,N-dimethyltryptamin-oxalat.
Eine Mischung von 5-Methoxy-N,N-dimethyltryptamin
(freie Base) (4,35 g, 19,93 mMol) und 60%igem NaH (0,87 g, 21,75
mMol) wurde bei 100 °C
unter N2 erhitzt, bis die Entwicklung von
H2-Gas aufgehört hatte. Die resultierende
Masse wurde in wasserfreiem DMF (21 ml) gelöst, und Benzolsulfonylchlorid
(2,8 ml, 21,94 mMol) und 60%iges NaH (0,87 g, 21,75 mMol) wurden
tropfenweise bei 0 °C
hinzugesetzt. Die Reaktionsmischung wurde bei Raumtemperatur über Nacht rühren gelassen.
Eine gesättigte
NaHCO3-Lösung
wurde hinzugesetzt, und die Mischung wurde mit CH2Cl2 extrahiert. Der organische Teil wurde getrocknet
(MgSO4), und das Lösungsmittel wurde unter reduziertem
Druck entfernt. Der Rückstand
wurde mittels Flash-Chromatographie auf Silicagel (CH2Cl2/MeOH; 9:1) gereinigt, wodurch man 4,39
g eines Öls
erhielt (61 %). 1H-NMR (CDCl3) δ 7,89-7,87
(m, 1H), 7,83 (d, 2H, J = 8,0 Hz), 7,51 (t, 1H, J = 7,8 Hz), 7,34
(s, 1H), 6,93-6,92 (m, 2H), 3,82 (s, 3H), 2,80 (t, 2H, J = 7,8 Hz),
2,59 (t, 2H, J = 7,8 Hz), 2,33 (s, 6H), IR CHCl3,
1 357, 1 115 cm–1. Das Oxalatsalz wurde
hergestellt und aus einer Aceton/Et2O-Mischung
umkristallisiert; Schmp.: 224-226 °C.
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Referenzbeispiel 11
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1-Benzolsulfonyl-5-methoxy-2-n-propyl-N,N-dimethyltryptamin.
Eine 2,5 M-Lösung
von nBuLi (1,4 ml, 3,5 mMol) wurde tropfenweise zu einer gerührten Lösung von
1-Benzolsulfonyl-5-methoxy-N,N-dimethyltryptamin-oxalat
(freie Base) (1,00 g, 2,79 mMol) in DME (4 ml) bei –10 °C unter N2 gegeben. Die resultierende Lösung wurde
weitere 10 Min. lang bei –10 °C gerührt, und
dann wurde nPri (0,35 ml, 3,59 mMol) hinzugesetzt. Die Reaktionsmischung
wurde 1 h lang bei –10 °C gerührt. Eine
gesättigte
NaHCO3-Lösung
wurde hinzugesetzt, und die Reaktionsmischung wurde mit CHCl2 extrahiert. Der organische Teil wurde mit
Salzlösung
gewaschen und getrocknet (MgSO4); das Lösungsmittel
wurde unter reduziertem Druck entfernt, und der Rückstand
wurde mittels Flash-Chromatographie auf Silicagel (CH2Cl2/MeOH; 30:1) gereinigt, wodurch man 0,19
g eines hellgelben Öls
erhielt. 1H-NMR (CDCl3) δ 8,06 (d,
1H, J = 8,79 Hz), 7,62 (d, 2H, J = 8,22 Hz), 7,51-7,46 (m, 1H),
6,89-6,85 (m, 1H), 3,85 (s, 3H), 2,96-2,89 (m, 4H), 2,63-2,57 (m,
2H), 2,48 (s, 6H), 6,87, 1,73 (q, 2H, J = 7,51 Hz), 1,00 (t, 3H,
J = 7,51 Hz). IR CHCl3, 1 355 cm–1.
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Beispiel 12
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5-HT-Derivat-Bindung am
5-HT6-Rezeptor
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Das
Bindungsassay verwendete humanes 5-HT6,
welches stabil in humane embryonische HEK 293-Nierenzellen mit [3H]-Lysergsäurediethylamid (70 Ci/mMol;
Dupont NEN) transfiziert wurde, als Radioligand.. Der Radioligand
wurde in Inkubationspuffer in Borsilicatglasgefäßen verdünnt und vor Licht geschützt. Kompetitierende
Mittel (1 mM Stammlösung)
wurden in DMSO oder Salzlösung
gelöst
und bei –20 °C gelagert. Verdünnungen
von Verbindungen wurden unter Verwendung von Inkubationspuffer in
Platten mit 96 Vertiefungen gemacht und mittels Multikanalpipettierung
gemischt. Reihenverdünnungen
(1 in 4) begannen bei einer Endkonzentration von 10 000 nM. Endkonzentrationen >10 000 nM wurden individuell
aus der 1 mM Stammlösung
hergestellt. Ein nicht spezifisches Binden wurde durch 100 mM Serotoninkreatininsulfat
(Research Biochemicals), das frisch in Inkubationspuffer zum Zeitpunkt
jeder Bestimmung hergestellt wurde und vor Licht geschützt wurde,
definiert. Reaktionsvolumina waren wie folgt: 200 ml Inkubationspuffer
(50 mM Tris, 0,5 mM EDTA, 10 mM MgCl2),
pH 7,4 bei 22 °C,
100 ml Test-Wirkstoff oder Serotonin (100 mM) oder Puffer, 100 ml [3H]-Lysergsäurediethylamid (2 nM Endkonzentration)
und 100 ml Membranpräparation
(15 mg Protein). Die Inkubation wurde durch die Zugabe von Membranhomogenat
initiiert, und die Platten wurden gevortext. Die Platten wurden
unter Schutz vor Licht durch Schütteln
bei 37 °C
während
60 Min. inkubiert. Die Bindungsreaktion wurde mittels Filtration
gestoppt. Die Proben wurden unter Vakuum über Glasfaserfilter mit 96
Vertiefungen filtriert, in 0,3 % PEI in 50 mM Tris-Puffer (pH 7,4)
für mindestens
1 h voreingeweicht und dann 6 × mit
1 ml kaltem 50 mM Tris (4 °C,
pH 7,4) unter Verwendung eines Packard Filtermate Harvester gewaschen.
Die Unifilter-Platten wurden über
Nacht in einem 37 °C-Trockeninkubator
getrocknet. Die Unifilter-Böden
wurden verschlossen, und 35 ml Packard-MicroScint wurden hinzugesetzt.
Die Platten konnten sich 1 h lang äquilibrieren und wurden dann
unter Verwendung eines Packard TopSeal P mit dem Packard Plate Micromate
496 versiegelt. Platten wurden mittels Flüssigszintillationsspektrometrie
gezählt.
Jede Vertiefung wurde 3 Min. lang gezählt. Verbindungen wurden anfänglich bei
1 000 und 100 nM bestimmt. Wenn eine Verbindung mindestens 80%ige
Inhibition der [3H]-Lysergsäurediethylamid-Bindung bei
1 000 nM verursachte, wurde sie weiter getestet, und ein Ki-Wert
bestimmt. Der Bereich der gewählten
Konzentrationen war dergestalt, dass die mittlere Konzentration
zu etwa 50%iger Inhibition führen
würde.
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Die
Tabelle 1 zeigt die Affinität
bezüglich
5-HT6-Rezeptoren von beanspruchten Verbindungen,
welche sich von der allgemeinen Formel in der obigen Formel 2 ableiten.
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Die
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse der Affinität bezüglich 5-HT6-Rezeptoren
für beanspruchte
und Referenzverbindungen, die sich von der allgemeinen Formel in
der obigen Formel 3 ableiten.
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Die
Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse der Affinität bezüglich 5-HT6-Rezeptoren
für Referenzverbindungen, die
sich von der allgemeinen Formel in der obigen Formel 4 ableiten.
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BEISPIEL 13
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Charakterisierung der
5-HT6-Selektivität
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Gewählte Verbindungen
wurden untersucht, um ihre Spezifität bezüglich der Bindung an den 5-HT6-Rezeptor zu bestimmen. Verbindungen wurden
bei mehr als 30 Rezeptorpopulationen untersucht. Assays für die folgenden
Rezeptoren wurden gemäß NIMH-Programm
zum Screenen von psychoaktiven Arzneistoffen durchgeführt. Die
Verbindungen versagten darin, Radioliganden bei einer Konzentration
von 10 000 nM bei den meisten Rezeptoren zu verdrängen (d.
h. <50 % Verdrängung).
Wenn mehr als 50 % Verdrängung
festgestellt wurde, wurden die Ki-Werte bestimmt und sind die Daten
in der folgenden Tabelle aufgelistet. Es kann ersehen werden, dass
die Verbindungen für
5-HT6-Rezeptoren selektiv sind.
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Die
Tabelle 4 zeigt die 5-Selektivität
von mehreren Verbindungen der Erfindung.
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Verbindungen
zeigten Ki-Werte von > 10
000 nM bei den folgenden Populationen von Rezeptoren: Histamin-,
NMDA-, PCP-, Acetylcholin-, Opiat- und Vasopressin-Rezeptoren. Ki-Werte
lagen bei >10 000
nM für
die Verbindungen A und B bei hD1-, rD2-, rD3-, rD4- und hD5-Rezeptoren
und 10 000 nM für
D bei hD1-, rD2- und rD4-Rezeptoren. Die Verbindung D erzeugte eine
70%ige Inhibition an rD3- und hD5-Rezeptoren. NET und SERT stehen
für die
Norepinephrin- und Serotonin-Transporter. Ki-Werte für alle drei
Verbindungen lagen bei > 10
000 an dem Dopamin-Transporter.
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BEISPIEL 14
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cAMP-Aktivierungsassays.
Humane 5-HT6-Rezeptoren, die stabil in 293
HEK-Zellen exprimiert wurden, wurden in Platten mit 24 Vertiefungen
fast bis zur Konfluenz wachsen gelassen, und 18 h vor dem Assay wurde
das Medium durch DMEM, welches dialysiertes 10%iges fötales Kälberserum
enthielt, ersetzt. Für
das Assay wurde das Medium aspiriert und durch frisches DMEM ohne
Serum ersetzt und mit verschiedenen Konzentrationen von Verbindungen
der Erfindung in einem Gesamtvolumen von 0,5 ml 15 Min. lang inkubiert.
Das Assay wurde durch Wasserstrahlabpumpung bzw. Aspiration und
Zugabe von 10%iger Trichloressigsäure (TCA) abgebrochen. Der
TCA-Extrakt wurde für
cAMP-Bestimmungen verwendet. (Die Daten stehen für den Durchschnitt von N =
4 separaten Bestimmungen.) Die Ergebnisse der cAMP-Aktivierung durch
verschiedene Verbindungen der Erfindung sind in der anhängigen Zeichnung
der 1 gezeigt.