Optisch aktive Thiazoloisoindolinon-Derivate mit antiviraler Wirkung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind optisch aktive Thiazoloisoindolinon-Derivate, diese enthaltende Arzneimittel sowie deren Verwendung zur Herstellung von Arzneimittel mit antiviraler Wirkung.
Die vorliegende Erfindung betrifft optisch aktive Verbindungen der allgemeinen Formel I und II
R ein Wasserstoffatom oder einen geradkettigen oder ver¬ zweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Rest mit 1-7 Kohlenstoffatomen, der gegebenenfalls durch Phenyl substituiert sein kann, oder einen Phenylring, der gege¬ benenfalls ein- oder mehrfach durch Cι-C4-Alkyl, C1-C4- Alkoxy, Hydroxy, Tri luormethyl, Cι-C4-Alkylsulfonyl oder Halogen, wie Fluor, Chlor oder Brom, substituiert sein kann, bedeutet,
n für 0, 1 oder 2 steht,
sowie deren pharmakologisch verträgliche Salze und Tautomere.
In der deutschen Patentanmeldung P 40 35 809.7 sind die ent¬ sprechenden Racemate dieser Thiazoloisoindolinone beschrieben.
Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß die optisch aktiven Formen gegenüber den Racematen eine höhere pharmako- logische Wirksamkeit besitzen. Insbesondere wurde gefunden, daß die neuen Verbindungen der Formel I und II in geringeren Dosen wirksam sind im Vergleich zu den Racematen, und sich durch eine bessere therapeutische Breite auszeichnen.
Im US-Patent 3,334,113 ist u.a. das 9b-Phenyl-2,3-dihydro- thiazolo-[2,3-a]isoindol-5(9bH)-on als entzündungshemmendes und anticonvulsives Arzneimittel beschrieben.
Weitere Derivate des Thiazoloisoindolinons mit ähnlicher Wirkung und geringer Toxizität sind aus der schweizerischen Patentanmeldung CH-469,733 (R=Alkyl; n=0) und der belgischen Patentanmeldung 659,528 bzw. dem US-Patent 3,646,022 bekannt.
In U.S. 2,860,985 und der belgischen Patentanmeldung 564,592 werden Thiazoloisoindolinone zur Stabilisierung und als Kon¬ trastmittel für photographische Emulsionen verwendet.
Die Synthese der raσemischen Verbindungen ist außer in den genannten Patentanmeldungen auch in J. Org. Che . 3_0, 1506 (1965) sowie J. org. Chem. 3_4., 165 (1969) beschrieben.
Die Trennung der Racemate in die Enantiomere kann analytisch, semipräparativ und präparativ chromatographisch auf geeigneten optisch aktiven Phasen mit gängigen Elutionsmitteln durchge¬ führt werden. Als optisch aktive Phasen eignen sich beispiels¬ weise optisch aktive Polyacrylamide oder Polymethacrylamide, z.T. auch an Kieselgel (z.B. ChiraSpher (R) von Merck, Chiral- pak (R) OT/OP von Baker), Celluloseester/-carbamate (z.B. Chiracel (R) OB/OY von Baker/Daicel) , Phasen auf Cyclodextrin- oder Kronenetherbasis (z.B. Crownpak (R) von Daicel) oder mikrokristallines Cellulosetriacetat (Merck) .
Die Verbindungen der Formel I und II weisen eine ausgeprägte antivirale Wirkung auf, und eignen sich daher besonders gut zur Behandlung von viralen bzw. retro-viralen Infektionen. Virale Infektionen von Säugern, insbesondere des Menschen, sind weit
verbreitet. Trotz intensiver Bemühungen ist es bisher nicht gelungen, Chemotherapeutika bereitzustellen, die ursächlich oder symptomatisch mit dem viral oder retroviral bedingten Krankheitsgeschehen mit erkennbar substantiellem Erfolg interferieren. Es ist heutzutage nicht möglich, bestimmte Viruserkrankungen, wie zum Beispiel das Acquired Immune Deficiency Syndro (AIDS) , den AIDS-related-complex (ARC) und deren Vorstadien, Herpes-, Cytomegalie-Virus (CMV)-, Influenza- und andere Virusinfektionen zu heilen oder chemotherapeutisch deren Symptome günstig zu beeinflussen. Derzeit steht beispielsweise für die Behandlung von AIDS fast ausschließlich das 3 '-Azido-3 '-deoxy-thy idin (AZT) , bekannt als Zidovudine oder RetrovirR, zur Verfügung. AZT ist jedoch durch eine sehr enge therapeutische Breite bzw. durch bereits im therapeu¬ tischen Bereich auftretende, sehr schwere Toxizitäten charak¬ terisiert (Hirsch, M.S. (1988) J.Infeσ.Dis. 152, 427-431). Die Verbindungen der allgemeinen Formeln I und II besitzen diese Nachteile nicht, sie wirken antiviral, ohne in pharmakologisch relevanten Dosen cytotoxisch zu sein.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung eignen sich zur Therapie und Prophylaxe von Infektionen, die durch DNA-Viren wie z.B. das Herpes-Simplex-Virus, das Zytomegalie-Virus, Papilloma-Viren, das Varicella-Zoster-Virus oder Epstein-Barr- Virus oder RNA-Viren wie Toga-Viren oder insbesondere Retro- viren wie die Onko-Viren HTLV-I und II, sowie die Lentiviren Visna und Humanes-Immunschwäche-Virus HIV-l und -2, verursacht werden.
Besonders geeignet erscheinen die Verbindungen der Formel I und II zur Behandlung der klinischen Manifestationen der retrovira- len HIV-Infektion beim Menschen, wie der anhaltenden, general¬ isierten Lymphadenopathie (PGL) , dem fortgeschrittenen Stadium des AIDS-verwandten Komplex (ARC) und dem klinischen Vollbild von AIDS.
Es konnte nun nachgewiesen werden, daß Verbindungen der allge¬ meinen Formel I und II die Vermehrung von DNA- bzw. RNA-Viren auf der Stufe der virusspezifischen DNA- bzw. RNA-Transkription
hemmen. Die Substanzen können über die Inhibierung des Enzyms Reverse Transkriptase die Vermehrung von Retroviren beein¬ flussen (vgl. Proc. Natl. Acad. Sei. USA 83., 1911, 1986 bzw. Nature 325. 773 1987) .
Da ein sehr großer Bedarf an Chemotherapeutika besteht, die möglichst spezifisch mit retroviral bedingten Erkrankungen oder deren Symptomen interferieren, ohne die normal ablaufenden natürlichen Körperfunktionen zu beeinflussen, könnten die genannten Verbindungen vorteilhaft prophylaktisch oder thera¬ peutisch bei der Behandlung von Krankheiten eingesetzt werden, bei denen eine retrovirale Infektion von pathophysiologischer, symptomatischer oder klinischer Relevanz ist.
In den Formeln I und II bedeutet R einen geradkettigen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Rest, insbesondere einen Alkylrest mit 1-7, vorzugsweise 1-4 Kohlen- stoffatomen, wie z. B. Methyl, Ethyl oder Isopropyl. Der ali- phatische Rest kann auch durch eine Phenylgruppe substituiert sein, so daß R einen Phenylalkylrest, wie z. B. Benzyl, darstellt. Als ungesättigte Reste kommen C2-C7-Al enyl- oder C2-C7~Alkinylgruppen in Frage. R kann ferner einen Phenylring darstellen, der unsubstituiert oder ein- oder mehrfach substituiert sein kann. Bevorzugt ist der Phenylring ein- oder zweifach substituiert. Als Substituenten kommen beispielsweise die Methyl-, Ethyl-, Methoxy-, Ethoxy- oder Methylsulfonyl- gruppe in Frage.
Bevorzugt bedeutet R eine Phenylgruppe, die ein- bis dreifach substituiert sein kann durch die folgenden Reste: Cι~C4-Alkyl, insbesondere Methyl, Ethyl, n-Propyl oder iso-Propyl; Halogen, insbesondere Fluor, Chlor oder Brom; Trifluormethyl; Hydroxy; Cι-C4-Al o y, insbesondere Methoxy oder Ethoxy. Besonders bevorzugt sind solche Derivate, die in 3-Stellung des Phenyl- rings einen Substituenten tragen. Disubstituierte Phenylrest sind vorzugsweise die in 2,3-, 3,5-, 3,4-, 2,4- oder 2,5- Stellung substituierten Derivate.
Bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung sind optisch aktive Verbindungen der allgemeinen Formel I.
Arzneimittel, die mindestens eine Verbindung der Formel I oder II enthalten können in flüssiger oder fester Form enteral oder parenteral appliziert werden. Hierbei kommen die üblichen Applikationsformen in Frage, wie beispielsweise Tabletten, Kapseln, Dragees, Sirupe, Lösungen oder Suspensionen. Als Injektionsmedium kommt vorzugsweise Wasser zur Anwendung, das die bei Injektionslösungen üblichen Zusätze wie Stabilisierungsmittel, Lösungsvermittler und Puffer enthält. Derartige Zusätze sind z.B. Tartrat- und Zitratpuffer, Ethanol, Komplexbildner, wie Ethylen-diamintetraessigsäure und deren nichttoxischen Salze, hochmolekulare Polymere, wie flüssiges Polyethylenoxid zur Viskositätsregulierung. Flüssige Trägerstoffe für Injektionslösungen müssen steril sein und werden vorzugsweise in Ampullen abgefüllt. Feste Trägerstoffe sind beispielsweise Stärke, Lactose, Mannit, Methylcellulose, Talkum, hochdisperse Kieselsäuren, höher molekulare Fettsäuren, wie Stearinsäure, Gelatine, Agar-Agar, Calziumphosphat, Magnesiumstearat, tierische und pflanzliche Fette, feste hochmolekulare Polymere, wie Polyethylenglykole, etc.. Für orale Applikationen geeignete Zubereitungen können gewünschtenfalls Geschmacks- oder Süßstoffe enthalten.
Pharmakologisch verträgliche Salze der Verbindungen I und II sind Säureadditionssalze mit anorganischen oder organischen Säuren, wie z. B. Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Salpeter¬ säure, Phosphorsäure, Essigsäure, Oxalsäure, Fumarsäure, Maleinsäure oder Bernsteinsäure.
Die Dosierung kann von verschiedenen Faktoren, wie Applika¬ tionsweise, Spezies, Alter oder individuellem Zustand abhängen. Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden üblicherweise in Mengen von 0,1 - 100 mg, vorzugsweise 0,2 - 80 mg pro Tag und pro kg Körpergewicht appliziert. Bevorzugt ist es, die Tages¬ dosis auf 2-5 Applikationen zu verteilen, wobei bei jeder Applikation 1-2 Tabletten mit einem Wirkstoffgehalt von 0,5 - 500 mg verabreicht werden. Die Tabletten können auch retardiert
έ sein, wodurch sich die Anzahl der Applikationen pro Tag auf 1-3 vermindert. Der Wirkstoffgehalt der retardierten Tabletten kann 2 - 1000 mg betragen. Der Wirkstoff kann auch durch Dauer¬ infusion gegeben werden, wobei die Mengen von 5 - 1000 mg pro Tag normalerweise ausreichen.
Die Racemate der erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formeln I und II können nach Vorschriften der im Stand der Technik genannten Patentanmeldungen bzw. Literaturstellen hergestellt und auf geeigneten optisch aktiven Phasen chromato¬ graphisch getrennt werden.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung kommen außer den in den Beispielen genannten Verbindungen und der durch Kombination aller in den Ansprüchen genannten Bedeutungen der Sustituenten die folgenden Verbindungen der Formel I in Frage:
1.) (R)-2,3-Dihydrothiazolo-[2,3-a]isoindol-5(9bH)-on
2.) (R)-9b-Methyl-2,3-dihydrothiazolo-[2,3-a]isoindol-5(9bH)- on
3.) (R)-9b-Phenyl-2,3-dihydrothiazolo-[2,3-a]isoindol-5(9bH)- on
4.) (R)-9b-(4-Methylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- [2,3-a]isoindol-5-(9bH)-on
5.) (R)-9b-(3-Methylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- [2,3-a]isoindol-5-(9bH)-on
6.) (R)-9b-(4-Ethylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- [2 ,3-a]isoindol-5-(9bH)-on
-
-9b-(2,4-Dimethylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5(9bH)-on
-9b-(3,4-Dimethylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5(9bH)-on
-9b-(2,5-Dimethylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5(9bH)-on
-9b-(3-Trifluormethylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5(9bH)-on
-9b-(4-Trifluormethylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5(9bH)-on
-9b-(4-Hydroxyphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5(9bH)-on
-9b-(3-Hydroxyphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5(9bH)-on
-9b-(4-Ethoxyphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5-(9bH)-on
-9b-(3-Methoxyphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5(9bH)-on
-9b-(3-Fluorphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5-(9bH)-on
-9b-(4-Chlorphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5-(9bH)-on
-9b-(4-Bromphenyl)-2,3-dihydrothiazolo-[2,3-a]isoindol-
9bH)-on
19.) (R)-9b-(4-Methylsulfonylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- [2,3-a]isoindol-5(9bH)-on
20.) (R)-9b-Phenyl-2,3-dihydrothiazolo-[2,3-a]isoindol-5(9bH) on-1-oxid
Weiterhin kommen die folgenden Verbindungen der Formel II in Frage:
1.) (S)-2,3-Dihydrothiazolo-[2,3-a]isoindol-5(9bH)-on
2.) (S)-9b-Methyl-2,3-dihydrothiazolo-[2,3-a]isoindol-5(9bH)■ on
3.) (S)-9b-Phenyl-2,3-dihydrothiazolo-[2,3-a]isoindol-5(9bH)- on
.) (S)-9b-(4-Methylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- [2,3-a]isoindol-5-(9bH)-on
5.) (S)-9b-(3-Methylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo-+ [2,3-a]isoindol-5-(9bH)-on
6.) (S)-9b-(4-Ethylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- [2,3-a]isoindol-5-(9bH)-on
7.) (S)-9b-(2,4-Dimethylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- [2,3-a]isoindol-5(9bH)-on
8.) (S)-9b-(3,4-Dimethylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- [2,3-a]isoindol-5(9bH)-on
-9b-(2,5-Dimethylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5(9bH)-on
-9b-(3-Trifluormethylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5(9bH)-on
-9b-(4-Trifluormethylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5(9bH)-on
-9b-(4-Hydroxyphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5(9bH)-on
-9b-(3-Hydroxyphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5(9bH)-on
-9b-(4-Ethoxyphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5-(9bH)-on
-9b-(3-Methoxyphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5(9bH)-on
-9b-(3-Fluorphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5-(9bH)-on
-9b-(4-Chlorphenyl)-2,3-dihydrothiazolo- 3-a]isoindol-5-(9bH)-on
-9b-(4-Bromphenyl)-2,3-dihydrothiazolo-[2,3-a]isoindol- 9bH)-on
-9b-(4-Methylsulfonylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo-
3-a]isoindol-5(9bH)-on
20.) (S -9b-Phenyl-2,3-dihydrothiazolo-[2,3-a]isoindol-5(9bH)- on-1-oxid
Bei .spi .el 1 /
Enantiomerentrennung von rac-9b-Ph.enyl-2,3-dihydrothiazolo-
Für die Trennung der Antipoden wurden 500 mg des Racemats in 10 ml Ethanol gelöst, auf eine Säule mit 50 mm Innendurchmesser und 300 mm Länge (entsprechend 250 g Cellulosetriacetat, 15- 25 /um Korngröße, Merck 16326) aufgegeben und mit Ethanol eluiert (Fluß 7.5 ml/min, ca. 1.5 bar).
Peak I: UV-Detektion bei 254 nm, Run Time: 130 min; [OLJD20 = -342°, Schmp. 99-100° C; absolute Konfiguration: (S)-Form
Peak II: UV-Detektion bei 254 nm; Run Time: 165 min; 1 -L I Ό20 " +344°; Schmp. 99-100° C; absolute Konfiguration: (R)-Form
Die Enantiomeren wurden aus Ethanol umkristallisiert.
Analog zu Beispiel 1 wurden folgende Racemate an Cellulosetriacetat getrennt:
1.1 rac-9b-(4-Methylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo-[2,3-a]- isoindol-5(9bH)-on
1.2 rac-9b-(3-Methylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo-[2,3-a]- isoindol-5(9bH)-on
1.3 rac-9b-(3,4-Dimethylphenyl)-2 ,3-dihydrothiazolo-[2,3-a]- isoindol-5(9bH)-on
1. rac-9b-(3,4-Dichlorphenyl)-2,3-dihydrothiazolo-[2,3-a]- isoindol-5(9bH)-on
1.5 rac-9b-(2,3-Dimethylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo-[2,3-a]- isoindol-5(9bH)-on
1.6 rac-9b-(3-Chlorphenyl)-2,3-dihydrothiazolo-[2,3-a]- isoindol-5(9bH)-on
Methanol/20 % H2O als Eluens; U kristallisation aus Ethanol
1.7 rac-9b-(3,5-Dimethylphenyl)-2,3-dihydrothiazolo-[2,3-a]- isoindol-5(9bH)-on
Methanol/20 % H2O als Eluens, Umkristallisation aus Ethanol
Λ&
Beispiel 2
Enantiomerentrennung von rac-9b-Phenyl-2,3-dihydro-thiazolo- [2,3-a]isoindol-5(9bH)-on an Chiracel (R) OB
Für die Trennung im semipraparativen Meßstab wurden 2 ml einer kalt gesättigten Lösung des Racemats in einer Mischung aus Isopropanol/Hexan 30:70 auf die optisch aktive Phase gegeben und mit dem genannten Losungsmittelgemisch eluiert (Chiracel (R)θB von Baker/Daicel, 10 mm Innendurchmesser, 300 mm Länge, Fluß 1 ml/min, 10 /um Korngröße) . RunTime 12 bzw. 17 min.
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Die Daten waren mit denen der isolierten Enantiomeren von Bsp. 1 vergleichbar.
Beispiel 3
Hemmung der Reversen Transkriptase (RT) durch (R)- und (S)-9b-Phenyl-2,3-dihydrothiazolo-[2,3-a]isoindol-5(9bH)-on
Das Screeningtestsystem beinhaltet die gereinigte RT aus HIV-1, die durch gentechnologische Methoden in E. coli exprimiert wurde, sowie die Komponenten des Initiationskomplexes, wie die in-vitro-Transkripte des HIV-LTR's mit der benachbarten Primer Binding Site als Template und einem zur Primer Binding Site komplementären 18mer Oligonukleotid als Primer. Gemessen wurde der [3H]-Thymidin-5l-triphosphat-Einbau durch Auszählen im ß- Counter.
Ergebnisse:
Substanz Hemmung der HIV-RT