WO2019007664A1 - Ef-tu-bindendes metallhaltiges antibiotikum - Google Patents

Ef-tu-bindendes metallhaltiges antibiotikum Download PDF

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WO2019007664A1
WO2019007664A1 PCT/EP2018/066100 EP2018066100W WO2019007664A1 WO 2019007664 A1 WO2019007664 A1 WO 2019007664A1 EP 2018066100 W EP2018066100 W EP 2018066100W WO 2019007664 A1 WO2019007664 A1 WO 2019007664A1
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unsubstituted
branched
linear
complex
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PCT/EP2018/066100
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Nils Metzler-Nolte
Daniel SIEGMUND
Julia BANDOW
Sina SCHÄKERMANN
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RUHR-UNIVERSITäT BOCHUM
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F13/00—Compounds containing elements of Groups 7 or 17 of the Periodic Table
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/51—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
    • A61K47/54—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic compound
    • A61K47/547—Chelates, e.g. Gd-DOTA or Zinc-amino acid chelates; Chelate-forming compounds, e.g. DOTA or ethylenediamine being covalently linked or complexed to the pharmacologically- or therapeutically-active agent
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04—Antibacterial agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D235/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, condensed with other rings
    • C07D235/02—Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, condensed with other rings condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D235/04—Benzimidazoles; Hydrogenated benzimidazoles
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/544—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being organic
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    • G01N33/68—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids

Definitions

  • the present invention is in the field of medicinal chemistry and relates to an N-heterocyclic carbene (NHC) Re (I) complex with an unsubstituted or substituted benzimidazol-2-ylidene ligand and its use, in particular in a pharmaceutical composition, as a medicament and for the treatment of a bacterial infection or a bacterial infestation. Further, the present invention relates to a method for producing an N-heterocyclic carbene (NHC) Re (I) complex and to a method for identifying a biomolecule that interacts with an N-heterocyclic carbene (NHC) Re (I) complex.
  • N-heterocyclic carbene (NHC) complexes with a wide range of transition metals and ligand structures has led to spectacular insights and numerous applications, especially in catalysis and photophysics.
  • Re (I) complexes with either monodentate 7 "14 or multidentate 15" 21 N-heterocyclic carbene ligands, very little is known about their biological properties, and studies focus primarily on potential applications OLEDs or catalysts. 22 "23 This is particularly surprising since Re (I), with its structural diversity, redox properties, and availability of the radioactive analogues 186 Re, 188 Re, and 99m Tc, offers tremendous potential for diagnostic or therapeutic purposes. " 24 It is known in that Re (I) - Complexes may have antibacterial activity.
  • the antibacterial compounds already described are very large and consist of a peptide-nucleic acid backbone with an alkyne side chain substituted with a cymantrene, a (dipicolyl) Re (CO) 3 unit and either a ferrocene (FcPNA) or a ruthenocene (RcPNA ).
  • a molecule with a lower molecular weight would be desirable.
  • the object described above is achieved by the complex of the present invention.
  • the inventors of the present invention have surprisingly found in a series of experiments that an N-heterocyclic carbene (NHC) Re (I) complex with an unsubstituted or substituted benzimidazol-2-ylidene ligand, as described herein, has a high antimicrobial activity against Gram-positive bacteria Has. Furthermore, it has been found that the complexes described herein have a different mode of action compared to other antibiotics which target the same target, such as nocathiacin I, GE2270A and kirromycin. These properties allow the use of structurally and mechanistically novel antibiotics and increase the likelihood that the formation of resistance to the complexes according to the invention will be very delayed.
  • the present invention is directed to a complex having the structure of formula (I)
  • R 1, R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are independently selected from the group consisting of H, linear or branched, substituted or unsubstituted alkyl, linear or branched, substituted or unsubstituted heteroalkyl, linear or branched, substituted or unsubstituted alkenyl , linear or branched, substituted or unsubstituted heteroalkenyl, linear or branched, substituted or unsubstituted alkynyl, linear or branched, substituted or unsubstituted heteroalkynyl, substituted or unsubstituted cycloalkyl, substituted or unsubstituted heterocycloalkyl, substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted heteroaryl, linear or branched, substituted or unsubstituted alkylaryl, linear or branched, substituted or unsubstituted heteroalkylaryl, each
  • Li, L 2 , L 3 , L 4 and L 5 are independently metal coordinating ligands selected from the group consisting of neutral ligands, anionic ligands and mixed ligands.
  • Li, L 2 , L 3 , L 4 and L 5 are independently selected from the group consisting of halo, carbonyl, C 1 -C 10 alkyl, C 1 -C 10 alkoxy, sulfide, thiocyanate, nitrate, azide, fluoride, hydroxide ion, H 2 0 , Nitrite, isothiocyanate, acetonitrile, pyridine, ammonia, triphenylphosphine, cyanide, carbon monoxide, linear or branched, substituted or unsubstituted alkene having up to 20 carbon atoms, benzene, cyclopentadienyl, nitrosyl, oxo ligand, sulfites, tricyclohexylphosphane, trimethylphosphane, tri (o -tolyl) phosphine, cycloheptatriene, carbon dioxide; or
  • each X is independently H or a linear or branched alkyl having up to 20 carbon atoms
  • LI, L2, L3, L4 and L5, which are not linked to other metal coordinating ligands, are defined as in a).
  • L 4 and L 5 are linked to form a molecule and are selected from the group consisting of
  • each X is independently H or a linear or branched alkyl having up to 20 carbon atoms.
  • L 4 and L 5 are selected from the group consisting of
  • Ri is H, CH 2 -phenyl or
  • R 2 is H.
  • R3-R6 are H; and / or L1-L3 are CO.
  • the invention is directed to a complex according to the invention, wherein a) Ri is H, CH 2 -phenyl or
  • R 2 is H
  • R3-R6 are H
  • L1-L3 are CO;
  • R 2 is H
  • R3-R5 are H; and L1-L3 are CO; and
  • R 2 is H
  • R3-R6 are H
  • L1-L3 are CO;
  • Ri is H, CH 2 -phenyl or
  • R 2 is H
  • R3-R6 are H
  • L1-L3 are CO;
  • R 2 is H
  • R3-R6 are H
  • L1-L3 are CO;
  • L4 and L5 are linked to build.
  • a second aspect of the invention is directed to a pharmaceutical composition
  • a pharmaceutical composition comprising an inventive and a pharmaceutically acceptable carrier or excipient.
  • the present invention is directed to a complex of the invention for use as a medicament.
  • a fourth aspect of the invention is directed to a complex of the invention for use in the treatment of a bacterial infection or a bacterial infestation, wherein the bacterial infection or the bacterial infestation is caused by a Gram-positive bacterium.
  • the Gram-positive bacterium is selected from the group consisting of Bacillus or Staphylococcus.
  • the present invention is directed to a process for the preparation of a complex having the structure of formula (II)
  • Ri, R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are independently selected from the group consisting of
  • Heteroalkynyl substituted or unsubstituted cycloalkyl, substituted or unsubstituted heterocycloalkyl, substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted heteroaryl, linear or branched, substituted or unsubstituted alkylaryl, linear or branched, substituted or unsubstituted heteroalkylaryl, wherein each of these groups has up to 20 carbon atoms; and
  • Li, L 2, L3, L4 and L5 are independently metal-coordinating ligands are selected from the group consisting of neutral ligands, anionic ligand and mixed ligand; full
  • a sixth aspect of the invention is directed to a method of identifying a molecule that interacts with a complex of the invention comprising a) providing a complex of the invention wherein R5 is a linker group, and b) immobilizing the complex of a) on a solid support, wherein the solid support binds the complex via the linker group;
  • the linker group
  • Biotin and the solid carrier comprises avidin and / or streptavidin.
  • Figure 1 Scheme of the preparation of the neutral benzimidazol-2-ylidene-3a - 3c complexes.
  • Figure 2 Possible mechanism of formation of the Re (I) -Carben complex 3 a.
  • Figure 3 Ligand exchange reactions of the complexes 3a, 3b and 3c.
  • FIG. 4 ORTEP representation of the compounds 3a (a) and 3c (b) (Ellipsoids are shown with 50% probability of residence).
  • FIG. 5 ORTEP representation of the bipyridine complexes 4a (a), 4b (b) and 4c (c) (Ellipsoids are shown with 50% probability of residence). For reasons of clarity, the counterion bromide was not included in the figure.
  • Figure 6 Overview of the photophysical properties of the complexes 4a-7a.
  • Figure 7 Normalized absorption (left) and emission spectra (right) of the compounds 4a, 5a, 6a and 7a in acetonitrile.
  • FIG. 10 The elongation factor Tu of B. subtilis binds to immobilized biotin-DS50.
  • Biotin-DS50 was immobilized with Strep-Tactin® Sepharose and incubated with B. subtilis protein extract. Unbound proteins (flow through) were discarded and the sepharose was washed (wash fraction) before proteins bound to biotin-DS50 were eluted by heating in SDS-PAGE sample buffer.
  • Strep-Tactin® Sepharose was incubated with biotin, DS50 or without complex (w / o) for control. Proteins specifically binding to biotin-DS50 were identified by mass spectrometry.
  • FIG 11 The elongation factor Tu and GroEL from B. subtilis co-elute with DS50.
  • DS50 was incubated with B. subtilis cytosolic protein extract or with buffer as control (free compound). The extract was separated by native ion exchange chromatography and elution profiles of the free and protein bound DS50 were reconstituted by mass spectrometry. Proteins in fractions containing protein-bound DS50 were identified. The elution profiles of elongation factor Tu and GroEL are shown.
  • Figure 12 Proteompro col of B. subtilis after treatment with DS50 or biotin-DS50.
  • Logarithmically growing B. subtilis cells were grown stressed or untreated by treatment with antibiotics as a control. Newly synthesized proteins were radiolabeled and the proteins were separated by 2D polyacrylamide gel electrophoresis. Radiolabelled proteins were detected by phosphoscreens and phosphoscanner, and the digitized gel images of the untreated controls (green) were overlaid with gel images of the antibiotic treatment (red). High, low and unregulated proteins appear in red, green and yellow, respectively. Marker proteins that were at least two-fold upregulated in all biological replicates in response to antibiotic treatment and identified by mass spectrometry are indicated by arrows.
  • FIG. 13 Proteome profile of B. subtilis after treatment with DS50 or antibiotics known to be associated with the translation activity of Elongation factor Tu interfere (nocathiazine I, GE2270 A and kirromycin).
  • Tu interfere nocathiazine I, GE2270 A and kirromycin.
  • Logarithmically growing B. subtilis cells were stressed by treatment with antibiotics or left untreated for control. Newly synthesized proteins were radioactively labeled and the proteins were separated by 2D polyacrylamide gel electrophoresis. Newly synthesized proteins were displayed in false color images as described above.
  • the untreated controls green were overlaid with gels of the antibiotic treatment (red). High, low and unregulated proteins appear in red, green and yellow, respectively. Marker proteins that were at least two-fold upregulated in all biological replicates in response to antibiotic treatment were identified by mass spectrometry and are indicated by arrows
  • the inventors of the present invention have surprisingly found, structurally and mechanistically, new antibiotics that allow selective treatment of Gram-positive bacteria.
  • the present invention is directed to a complex having the structure of the formula (I)
  • R 1, P 2, Pv 3, P 4, P 5 and R 6 are independently selected from the group consisting of H, linear or branched, substituted or unsubstituted alkyl, linear or branched, substituted or unsubstituted heteroalkyl, linear or branched, substituted or unsubstituted alkenyl, linear or branched, substituted or unsubstituted heteroalkenyl, linear or branched, substituted or unsubstituted alkynyl, linear or branched, substituted or unsubstituted heteroalkynyl, substituted or unsubstituted cycloalkyl, substituted or unsubstituted heterocycloalkyl, substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted heteroaryl, linear or branched, substituted or unsubstituted Alkylaryl, linear or branched, substituted or unsubstituted heteroalkylaryl, wherein each of these groups has
  • Li, L 2 , L 3 , L 4 and L 5 are independently metal coordinating ligands selected from the group consisting of neutral ligands, anionic ligands and mixed ligands.
  • rhenium or "Re”, as used interchangeably herein, denotes a chemical element having atomic number 75. In the Periodic Table of the Elements, rhenium is in the 7th subgroup (Group 7) or manganese group. It is a very rare, silvery white, heavy transition metal.
  • alkyl alone or as part of another substituent, unless otherwise specified, means a linear (ie unbranched) or branched chain or combination thereof which is fully saturated and may include di- and polyhydric radicals Alkyls are more closely identified by the number of carbon atoms present (eg, C1-C10 represents one to ten carbons), and preferred are alkyls of up to 20, up to 15, up to 10, or up to 5 carbon atoms.
  • n-pentyl n Hexyl, n-heptyl, n-octyl and the like.
  • alkylene denotes a bivalent radical derived from an alkyl, as exemplified but not limited to -CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -.
  • an alkyl (or alkylene) group will have from 1 to 24 carbon atoms, with those groups having 10 or fewer carbon atoms being preferred in the present invention.
  • a “lower alkyl” or “lower alkylene” is a shorter alkyl or alkylene group as defined in U.S. Pat Generally has eight or fewer carbon atoms.
  • heteroalkyl denotes a stable linear or branched or cyclic hydrocarbon radical or combinations thereof consisting of at least one carbon atom and at least one heteroatom selected from A group consisting of O, N, P, Si and S, and wherein the nitrogen and sulfur atoms may optionally be oxidized and the nitrogen heteroatom may optionally be quaternized
  • the heteroatom (s) O, N, P and S and Si may be attached any internal position of the heteroalkyl group or at the site where the alkyl group is attached to the rest of the molecule Examples include, but are not limited to, -CH 2 --CH 2 -O-CH 3 , -CH 2 - CH 2 -NH-CH 3 , -CH 2 -CH 2 -N (CH 3 ) 2 , -CH 2 -S-CH 2 -CH 3 , -CH 2 -CH 2 , -SCHO-CH 2 -S (0 ) 2 -CH
  • heteroalkylene by itself or as part of another substituent, a radical derived from heteroalkyl divalent radical such as is exemplified, but not limited to - CH 2 -CH 2 -CH-CH 2 -CH 2 - and
  • heteroatoms may also adopt one or both of the chain termini (eg, alkyleneoxy, alkylenedioxy, alkyleneamino, alkylenediamino, and the like)
  • alkylene and -CH 2 -CH 2 -S-CH 2 -CH 2 -NH-CH 2 - Heteroalkylene linking groups do not indicate orientation of the linking group by the direction in which the formula of the linking group is written
  • the formula -C (O) 2 R- means both -C (O) 2 R
  • heteroalkyl groups include, as used herein, those groups which in the rest of the molecule through a heteroatom, such as -C (0) R *, -C (0) NR, -NR'R " , -OR * , - SR 'and / or -S0 2 R'.
  • heteroalkyl followed by recitations of specific heteroalkyl groups such as -NR'R "or the like, it will be understood that the terms heteroalkyl and -NR'R" are not redundant or mutually exclusive. Rather, the specific heteroalkyl groups will be referred to The term “heteroalkyl” should therefore not be interpreted herein as exclusive specific heteroalkyl groups such as - NR'R “or the like.
  • cycloalkyl and “heterocycloalkyl”, by themselves or in combination with other terms, unless otherwise indicated, represent cyclic versions of
  • heterocycloalkyl a heteroatom may be the
  • cycloalkyl include, but are not limited to, cyclopentyl, cyclohexyl, 1-cyclohexenyl, 3-cyclohexenyl, cycloheptyl, and the like.
  • heterocycloalkyl examples include, but are not limited to, 1- (l, 2,5,6-tetrahydropyridyl), 1-piperidinyl, 2-piperidinyl, 3-piperidinyl, 4-morpholinyl, 3-morpholinyl, tetrahydrofuran-2-yl , Tetrahydrofuran-3-yl, tetrahydrothien-2-yl, tetrahydrothien-3-yl, 1-piperazinyl, 2-piperazinyl and the like.
  • a “cycloalkylene” and “heterocycloalkylene” refers to a bivalent radical derived from cycloalkyl or heterocycloalkyl, respectively.
  • halogen or halo, by itself or as part of another substituent, unless otherwise specified, mean a fluorine, chlorine, bromine or iodine atom.
  • terms such as “haloalkyl” are intended to include monohaloalkyl and polyhaloalkyl
  • halo (C 1 -C 4) alkyl trifluoromethyl, 2,2,2-trifluoroethyl, 4-chlorobutyl, 3-bromopropyl and the like is, but is not limited to this.
  • aryl unless otherwise indicated, means a polyunsaturated aromatic hydrocarbon substituent which may be a single ring or multiple rings (preferably 1 to 3 rings) fused together or covalently linked.
  • Heteroaryl refers to aryl groups (or rings) containing from one to four heteroatoms selected from N, O and S, where the nitrogen and sulfur atoms are optionally oxidized and the nitrogen atom (s) is optionally quaternized.
  • a heteroaryl group can be attached to the remainder of the molecule by a carbon or heteroatom.
  • Non-limiting examples of aryl and heteroaryl groups include phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, 4-biphenyl, 1-pyrrolyl, 2-pyrrolyl, 3-pyrrolyl, 3-pyrazolyl, 2-imidazolyl, 4-imidazolyl, pyrazinyl, 2 -Oxazolyl, 4-oxazolyl, 2-phenyl-4-oxazolyl, 5-oxazolyl, 3-isoxazolyl, 4-isoxazolyl, 5-isoxazolyl, 2-thiazolyl, 4-thiazolyl, 5-thiazolyl, 2-furyl, 3-furyl , 2-thienyl, 3-thienyl, 2-pyridyl, 3-pyridyl, 4-pyridyl, 2-pyrimidyl, 4-pyrimidyl, 5-benzothiazolyl, purinyl, 2-benzimidazolyl, 5-indolyl, 1-is
  • aryl and heteroaryl ring systems are selected from the group of acceptable substituents described below.
  • “Arylene” and “heteroarylene” refers to a bivalent radical derived from an aryl and heteroaryl.
  • arylalkyl is intended to include those radicals in which an aryl group is attached to an alkyl group (eg, benzyl, phenethyl, pyridylmethyl, and the like).
  • heteroarylalkyl includes the groups described above wherein one or more carbon atoms of the alkyl or aryl moiety (eg, a methylene group), for example, by an oxygen atom (e.g., phenoxymethyl, 2-pyridyloxymethyl, 3- (1-naphthyloxy) propyl, and the like).
  • heteroalkyl When a heteroalkyl, heterocycloalkyl or heteroaryl contains a certain number of members (e.g., “3 to 7 membered"), the term “member” refers to a carbon or heteroatom.
  • oxo as used herein means an oxygen double bonded to a carbon atom.
  • each of the R groups is independently selected, for example, each of R ', R ", R'" and R “" groups.
  • R 'and R "are attached to the same nitrogen atom they may be combined with the nitrogen atom to form a 4-, 5-, 6- or 7-membered ring, for example, -NR'R" 1-pyrrolidinyl and 4-morpholinyl include, but not on be limited.
  • alkyl is intended to include groups that include carbon groups attached to groups other than hydrogen groups, such as haloalkyl (e.g., -CF 3 and -CH 2 CF 3) and acyl ( for example -C (O) CH 3 , -C (O) CF 3 , -C (O) CH 2 OCH 3 and the like).
  • haloalkyl e.g., -CF 3 and -CH 2 CF 3
  • acyl for example -C (O) CH 3 , -C (O) CF 3 , -C (O) CH 2 OCH 3 and the like.
  • two substituents on adjacent ring atoms may be combined to form a cyclic group which may be saturated, unsaturated or aromatic and is selected from aryl, heteroaryl, cycloalkyl, cycloheteroalkyl, all of which may be as described above the respective groups defined to be substituted.
  • heteroatom or "ring heteroatom” means oxygen (O), nitrogen (N), sulfur (S), phosphorus (P), and silicon (Si).
  • the alkenyl group may be substituted with one or more groups, including, but not limited to, alkyl, cycloalkyl, alkoxy, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, Heteroaryl, aldehyde, amino, carboxylic acid, ester, ether, halide, hydroxy, ketone, azide, nitro, silyl, sulfoxo or thiol, as described herein.
  • Examples of cycloalkenyl groups include cyclopropenyl , Cyclo-butenyl, cyclopentenyl, cyclopentadienyl, cyclohexenyl, cyclohexadienyl, norbornenyl and the like, but the cycloalkenyl group may be substituted or unsubstituted
  • the cycloalkenyl group may be substituted with one or more groups, including, but not limited to, alkyl, cycloalkyl , Alkoxy, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, heteroaryl, aldehyde, amino, carboxylic acid, ester, ether, halide, hydroxy, ketone, azide,
  • alkynyl is a hydrocarbyl group of 2 to 20 carbon atoms having a structural formula containing at least one carbon-carbon triple bond
  • the alkynyl group may be unsubstituted or substituted with one or more groups. including, but not limited to, alkyl, cycloalkyl, alkoxy, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, heteroaryl, aldehyde, amino, carboxylic acid, esters, ethers, halide, hydroxy, ketone, azide, nitro, silyl, sulfoxo or thiol, as herein described.
  • ligand or "metal coordinating ligand”, as used interchangeably herein, is an atom or molecule which binds to a central metal ion via coordinative bonding (also known as “dative bonding”) ") can.
  • the coordinative binding is due to the Lewis character of the binding partners involved: ligands are Lewis bases (electron pair donors), metal ions Lewis acids (electron pair acceptors).
  • Ligands are classified according to their charge: negatively charged ligands are abbreviated as X-type or anionic ligands (example halides), while neutral ligands are abbreviated as L-type (example phosphines).
  • Ligands containing both a negative charged portion and a neutral portion are referred to herein as mixed ligands or mixed-loaded ligands.
  • the denticity indicates how many bonds to the central atom can form a ligand.
  • Ligands that form only one bond to the central atom become monodentate or called monodentate.
  • Ammonia (NH3, referred to in the complex as ammine) is, for example, a monodentate ligand: H3N- M.
  • Li, L 2 , L 3 , L 4 and L 5 are each to be understood as a ligand.
  • the coordination environment of the rhenium atom in the complexes of the invention may be varied by various combinations of monodentate ligands and / or chelating ligands.
  • the combination is a bidentate ligand and three monodentate ligands.
  • Li, L 2 , L 3 , L 4 and L 5 are independently selected from the group consisting of halo, carbonyl, C 1 -C 10 alkyl, C 1 -C 10 alkoxy, sulfide, thiocyanate, nitrate, azide, fluoride, hydroxide ion, H 2 0, nitrite, isothiocyanate, acetonitrile, pyridine, ammonia, triphenylphosphine, cyanide, carbon monoxide, linear or branched, substituted or unsubstituted alkene having up to 20 carbon atoms, benzene, cyclopentadienyl, nitrosyl, oxo ligand, sulfites, tricyclohexylphosphane, trimethylphosphane, tri (o-tolyl) phosphine, cycloheptatriene, carbon dioxide; or
  • each X is independently H or a linear or branched alkyl having up to 20 carbon atoms
  • the term "linked to form a molecule” refers to the compound that provides at least two of the five ligands on the coordinated rhenium atom, Preferably, these linked ligands are linked indirectly via one or more atoms, all of which In particular, it is preferred that two ligands are tertiary nitrogen atoms, each bonded via double bonds to carbon atoms C x and C y , with C x and C y directly via a single bond Furthermore, the atoms C x and C y may be part of an aryl system described above.
  • L 4 and L 5 are linked to form a molecule and are selected from the group consisting of
  • each X is independently H or a linear or branched alkyl having up to 20 carbon atoms.
  • L 4 and L 5 are selected from the group consisting of
  • R 1 is H, CH 2 -phenyl or
  • R 2 is H.
  • R? -RO? H; and / or L1-L3 are CO.
  • the invention is directed to a complex according to the invention, wherein a) Ri is H, CH 2 -phenyl or
  • R 2 is H
  • R3-R6 are H
  • L1-L3 are CO;
  • R 2 is H
  • R3-R6 are H; and L1-L3 are CO; and
  • R 2 is H
  • R3-R6 are H
  • L1-L3 are CO;
  • Ri is H, CH 2 -phenyl or
  • R 2 is H
  • R3-R6 are H
  • L1-L3 are CO;
  • R 2 is H
  • R3-R5 are H
  • L1-L3 are CO; and L 4 and L 5 are linked to each other to build.
  • a second aspect of the invention is directed to a pharmaceutical composition
  • a pharmaceutical composition comprising a and a pharmaceutically acceptable carrier or excipient according to the invention.
  • a “pharmaceutical composition” refers to a mixture of one or more of the compounds described herein or physiologically / pharmaceutically acceptable salts or prodrugs thereof with other chemical components such as physiologically / pharmaceutically acceptable carriers and excipients / excipients Composition is to facilitate the administration of a compound to an organism.
  • a "physiologically / pharmaceutically acceptable carrier” refers to a carrier or diluent that does not cause significant irritation of an organism and does not abrogate the biological activity and properties of the administered compound.
  • a “pharmaceutically acceptable excipient (s)” refers to an inert substance added to a pharmaceutical composition to further facilitate the administration of a compound.
  • examples without limitation include calcium carbonate, calcium phosphate, various sugars and types of starch, cellulose derivatives, gelatin, vegetable oils and polyethylene glycols.
  • salts refers to those salts which retain the biological activity and properties of the parent compound
  • Such salts include, but are not limited to: (1) an acid addition salt obtained by reacting the free base of the starting compound with inorganic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, nitric acid, phosphoric acid, sulfuric acid and perchloric acid and the like or with organic acids such as acetic acid, oxalic acid, (D) or (L) malic acid, maleic acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, salicylic acid , Tartaric acid, citric acid, succinic acid or malonic acid and the like, preferably hydrochloric acid or (L) - Lactic acid; or (2) salts formed when an acidic proton present in the starting compound is replaced by either a metal ion such as an alkali metal ion such as sodium or potassium, an alka
  • compounds of the invention will be metabolized by enzymes in the body of the organism, such as a human, to produce a metabolite having the desired functionality. Such metabolites are within the scope of the present invention.
  • Treatment and “treating” refer to a method of alleviating or eliminating a disease or disorder and / or its associated symptoms.
  • Organism refers to any animal that consists of at least one cell
  • a living organism can be as simple as, for example, a single eukaryotic cell or as complex as a mammal, including a human.
  • “Therapeutically effective amount” refers to the amount of compound administered which will, to some degree, relieve one or more of the symptoms of the disorder being treated.
  • the present invention is directed to a complex of the invention for use as a medicament.
  • drug or “drug” as used interchangeably herein is intended to include any substance (ie, a compound or composition of matter) which, when administered to an organism (human or animal), has a desired pharmacological and / or or physiological effect by local injection and / or systemic measures.
  • the term therefore includes substances traditionally considered as drugs, drugs and bioactive agents as well as biopharmaceuticals (eg, peptides, hormones, nucleic acids, gene constructs, etc.) that are typically used to treat a number of conditions that are broadly understood are defined as diseases, disorders, infections and the like.
  • a fourth aspect of the invention is directed to a complex of the invention for use in the treatment of a bacterial infection or a bacterial infestation, wherein the bacterial infection or the bacterial infestation is caused by a Gram-positive bacterium.
  • infection refers to the presence of bacteria in or on a subject whose inhibition would result in benefit to the subject.
  • infection also refers to the normal bacterial flora whose inhibition is not desired.
  • infection or “bacterial infection” also includes infections caused by Gram-positive and An infection can also be understood as a collection of bacteria in a subject, such a collection of bacteria being absent or in a significantly reduced amount in a healthy reference subject.
  • bacterial infestation refers to an accumulation of bacteria on or in the body of a subject without directly altering the tissue or body part on or in which the bacterial accumulation is located, or the bacteria
  • tissue or body part may, for example, but without limiting the invention, be hair, skin or teeth.
  • the Gram-positive bacterium is selected from the group consisting of Bacillus or Staphylococcus.
  • Bacteria, eubacteria are bacteria that have a Gram-positive cell wall (bacterial cell wall,
  • Subgroups Bacillus ILactobacillus, Streptococcus, Heliobacterium, Mollicutes (cell wallless bacteria and relatives) and the Synthrophomonas / Thermoanaerobacter line and 2) the high G + C forms.
  • the first main line most single-celled, cocci-shaped, cell-wall-free bacteria as well as the non-spore-forming rod-shaped species and the spore formers are classified (Clostridiaceae).
  • the second major line includes the actinomycetes and related organisms, including the coryneform bacteria, mycobacteria and nocardia.
  • Gram-positive bacteria include, but are not limited to, the following classes: staphylococci, streptococci, pneumococci, enterococci, bacilli, clostridia, cory neb acter ium, listeria and actinomyces.
  • the present invention is directed to a process for the preparation of a complex having the structure of formula (II)
  • R 1, R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are independently selected from the group consisting of H, linear or branched, substituted or unsubstituted alkyl, linear or branched, substituted or unsubstituted heteroalkyl, linear or branched, substituted or unsubstituted alkenyl, linear or branched, substituted or unsubstituted heteroalkenyl, linear or branched, substituted or unsubstituted alkynyl, linear or branched, substituted or unsubstituted heteroalkynyl, substituted or unsubstituted cycloalkyl, substituted or unsubstituted heterocycloalkyl, substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted heteroaryl, linear or branched, substituted or unsubstituted alkylaryl, linear or branched, substituted or unsubstituted heteroalkylaryl wherein each of these groups has
  • Li, L 2, L3, L4 and L5 are independently metal-coordinating ligands are selected from the group consisting of neutral ligands, anionic ligand and mixed ligand; full contacting a compound having the structure of the formula (III)
  • contacting generally refers to the access of one component, reagent, analyte or sample to another.
  • contacting may involve mixing a solution.
  • This solution which includes a component, reagent, analyte or sample, may also include another component or reagent such as dimethylsulfoxide (DMSO), a detergent or human serum albumin, which may include mixing, interaction, ingestion or otherwise physical or chemical phenomenon that is beneficial facilitates.
  • DMSO dimethylsulfoxide
  • a detergent or human serum albumin a detergent or human serum albumin
  • the compounds (III) and (IV) are dissolved under inert gas (N 2 ) in a molar ratio of 1: 1 in toluene or THF and stirred for 24 hours at room temperature.
  • the solvent is removed in vacuo and the crude product (compound (II)) is purified by column chromatography on silica gel.
  • the compound (II) can be further reacted to compound (I).
  • Corresponding reactions are known to the person skilled in the art.
  • a sixth aspect of the invention is directed to a method of identifying a molecule that interacts with a complex of the invention comprising a) providing a complex of the invention wherein R 5 is a linker group, and b) immobilizing the complex of a) a solid support, wherein the solid support binds the complex via the linker group;
  • Biotin and the solid carrier comprises avidin and / or streptavidin.
  • immobilizing refers to the attachment or adherence of one or more biomolecules to the activated surface of a solid support, including attachment or adhesion to the activated inner surface of the support if it is porous.
  • Solid support refers to any solid surface to which the compounds of the invention can be attached, such as latex beads, dextran beads, polystyrene surfaces, polypropylene surfaces, polyacrylamide gel, gold surfaces, glass surfaces, and silicon wafers.
  • linker group refers to any agent or molecule that links the compounds of the invention and the solid support In preferred embodiments, all molecular bonds are within both the linker group and the compounds of the invention and the solid Carrier covalent and stable under the conditions of the identification method.
  • avidin as used herein means any biotin-binding compound such as avidin, streptavidin, any modified or mutated avidin produced by Laboratory techniques that are capable of binding biotin or a functional equivalent of biotin. Streptavidin is a specific subtype of avidin.
  • streptavidin as used herein includes wild-type streptavidin, streptavidin muteins, and streptavidin-like polypeptides unless otherwise specified in a particular case.
  • wild-type streptavidin wt-streptavidin
  • Streptavidin muteins are polypeptides that differ from the sequence of wild-type streptavidin by one or more amino acid substitutions, deletions or additions and that have the binding properties of wt-streptavidin Streptavidin-like polypeptides and streptavidin muteins are polypeptides that are substantially immunologically equivalent to wild-type streptavidin and, in particular, can bind biotin, biotin derivative or biotin analogs with the same or different affinity as wt-streptavidin -like polypeptides or streptavidin-muteins may contain amino acids that are not Part of the wild-type streptavidin are or may contain only part of the wild-type streptavidin.
  • streptavidin also includes streptavidin-tetramers and streptavidin-dimers, in particular streptavidin-homotetramers, streptavidin-homodimers, streptavidin-heterotetramers and streptavidin-heterodimers.
  • Each subunit normally has a binding site for biotin or biotin analogs or for streptavidin-binding peptides.
  • streptavidins or streptavidin muteins are described in WO 86/02077, DE 19641876 Al, U.S. Pat. Pat. Nos. 6,022,951, WO 98/40396 and WO 96/24606.
  • At least 1 refers to 1 or more, 2 or more, 3 or more, 4 or more, 5 or more, 6 or more, 7 or more, 8 or more, 9 or more, 10 or more, 100 or more, or 1000 or more.
  • ⁇ is the quantum yield
  • ⁇ stands for the refractive index of the solvent
  • G is determined by plotting the absorption of a series of dilutions (absorbance ⁇ 0, 1) is determined against the integrated emission intensity G is obtained as a gradient of a linear approximation of the plotted data.
  • MIC Minimum inhibitory concentrations
  • Bacillus subtilis DSM 402, Staphylococcus aureus DSM 20231 and Staphylococcus aureus ATCC 43300 MRSA.
  • Gram-negative strains used were Escherichia coli DSM 30083, Acinetobacter baumannii DSM 30007 and Pseudomona aeruginosa DSM 50071.
  • E. coli, A. baumannii, S. aureus and B. subtilis were grown in Mueller-Hinton liquid medium, while P. aeruginosa was grown in Mueller-Hinton II liquid medium.
  • the compounds were stored in DMSO and in solutions of 10 mg / ml.
  • Serial dilution was performed on a Tecan Freedom Evo 75 liquid handling workstation (final concentrations 0.5 to 512 ⁇ g / ml). Serial dilutions were inoculated with 5x10 5 bacteria / ml from late-exponential cultures (total volume 200 ⁇ per well). Cells were incubated at 37 ° C for 16-18h. The lowest concentration that prevents visible bacterial growth is expressed as MIC.
  • Trimethylbenzyl) (aniline (272 mg, 1 mmol) and PPh 3 265 mg, 1.02 mmol) is carried out.
  • Rhenium complexes 3a-3c (1 eq.) And the corresponding bisimine ligand (1.05 eq.) are dissolved / suspended in toluene and stirred at 100 ° C for 4 h. After cooling to ambient temperature, the yellowish precipitate is isolated by filtration, washed thoroughly with cold ether and dried in vacuo to obtain the product in high purity. In cases where the products do not precipitate immediately, cold ether can be added to facilitate precipitation.
  • Figure 7b The general procedure was performed with complex 3b (30 mg, 0.05 mmol) and bathophenanthroline (20 mg, 0.06 mmol). The product was obtained as a yellow solid (39 mg, 96%). C 4 iH 2 8N 4 0 3 ReBr (890.81 g / mol).
  • lysis buffer 100 mM Tris / HCl, pH 8.1 mM dithiothreitol (DTT), 1 mM ⁇ -mercaptoethanol, 0.2 mg / ml DNase, 0.2 mg / m
  • the material was mixed with 500 ⁇ cell lysate, and either no additional compound, 200 ⁇ biotin or 200 ⁇ DS50 as controls or with 200 ⁇ biotin-DS50. After incubation on ice for 3 h, the cell lysate was removed by centrifugation and the material washed four times with wash buffer. Specifically bound proteins were eluted with 50 ⁇ M SDS-PAGE sample buffer (50 mM Tris / HCl, pH 6.8, 2% sodium dodecyl sulfate (SDS), 10% glycerol, 0.1% bromophenol blue) at 96 ° C for 15 min. Proteins were separated with 12% SDS gels according to standard protocols and visualized by a Ruthenium (II) tris (4,7-diphenyl-l, 10-phenantrolindisulfonat) staining (RuBPS).
  • RuBPS Ruthenium tris (4,7-diphenyl-l, 10-phenantrolindisulfonat
  • the cells were resuspended in 10 ml lysis buffer (20 mM Tris / HCl, pH 7.5, 0.2 mg / ml DNase, 0.2 mg / ml RNase, 0.2 mg / ml lysozyme, 1 mM DTT, 1 mM ⁇ -mercaptoethanol) with the aid of a French Press digested (900 psi, 4 ° C) and cell debris centrifuged (43,000 g, 30 min, 4 ° C).
  • the supernatant was treated with Amicon ® Ultra centrifuge filters concentrated (3 kDa cut-off size, Sigma Aldrich), adjusted to a protein concentration of 21.6 mg / ml in 50% glycerol, and as aliquots of 300 ⁇ at -80 ° C storage.
  • buffer B buffer A, with 1.5 M NaCl
  • buffer B buffer A, with 1.5 M NaCl
  • 90 minutes, 60% B 95 minutes, 100% B
  • 115 minutes, 100% B 120 min, 0% B; 125 min, 0% B with a flow rate of 0.25 ml / min.
  • Fractions were collected in 96-well microtiter plates for 96 min (1 min / fraction).
  • buffer B (0.1% formic acid in acetonitrile) were used as eluents for the chromatography.
  • the UPLC was operated at a flow rate of 5 ⁇ / min and a column temperature of 40 ° C with the following gradient: initial, 5% buffer B; 15 minutes, 99% B; 16 minutes, 99% B; 17 min, 5% B; 25 min, 5% B.
  • Spectra were recorded in positive sensitivity mode with the following settings: capillary voltage, 3 kV; Cone voltage, 30 V; Source temperature, 100 ° C; Conical gas flow, 50 L / h; Desolvation Fuse, 500 L / h; Desolvation temperature, 150 ° C.
  • MSMS spectra of precursor mass 571.1 were recorded in the mass range of 50-1200 m / z with a scan time of 1 s and a collision energy of 10-35 eV.
  • Leucine-enkephalin was injected as a lock mass with a capillary voltage of 3 kV.
  • the data was recorded using the MassLynx TM (Waters) program.
  • the associated TargetLynx TM program was used to quantify DS50 with the following settings: Quantification fragment, 543.1010; Retention time, 13.0215 min; Retention time window, ⁇ 1 min. Serial dilutions of DS50 in methanol were used as the quantification standard.
  • protein concentrations were first determined using the Bradford assay. The proteins were precipitated with 10% (v / v) ice-cold trichloroacetic acid overnight at 4 ° C and then centrifuged (16,100 xg, 20 min, 4 ° C,). The protein pellets were incubated with 0.3 ml of ice-cold acetone at -20 ° C for 30 min, recentrifuged and the supernatant discarded. The pellets were briefly washed twice with acetone, allowed to dry and resuspended in 50 mM triethyl ammonium bicarbonate buffer. The protein concentration were adjusted to 1 mg / ml using the highest concentration fraction.
  • the proteins Prior to tryptic digestion, the proteins were reduced with 10 mM dithiothreitol (1 h, 60 ° C) and alkylated with 5 mM iodoacetamide (15 min, 25 ° C). Trypsin (Promega) was added in an enzyme to substrate ratio of 1: 100 and the proteins were digested overnight at 37 ° C with gentle shaking. The tryptic digest was terminated with 1 ⁇ M trifluoric acid and a Hi3 quantification standard was added (PhosB Peptide, Waters, final concentration 12.5 fmol / ⁇ ). Protein identification by mass spectrometry was performed as described below.
  • B. subtilis was grown to an OD500 of 0.35 in BMM and treated with 3 ⁇ g / ml DS50 or 12 ⁇ g / ml biotin-DS50 for 15 min or left untreated as a control.
  • concentrations were used for the reference antibiotics: 0.15 ⁇ g / ml nocathiacin I, 8 ⁇ g / ml GE2270 A or 50 ⁇ g / ml kirromycin.
  • Radiolabeling of newly synthesized proteins during antibiotic treatment with 35 S-methionine and 2D-PAGE analysis were performed essentially as previously described 38 .
  • Protein spots were excised from the gel and decolorized twice in wash solution (20 mM ammonium bicarbonate, 30% acetonitrile). Disulfide bridges in proteins from gel pieces recovered from 1D PAGE gels were reduced with 10 mM DTT in wash solution at 60 ° C. for 45 min. The alkylation of cysteines was then performed with 50 mM iodoacetamide (IAA) in washing solution for 25 minutes at room temperature in the dark. The gel pieces were washed twice with washing solution for 5 minutes at room temperature. The reduction and alkylation steps were omitted for samples from 2D PAGE experiments.
  • IAA iodoacetamide
  • Tryptic peptides were then run from a NanoACQUITY UPLC® CSH130 C18 column (pore size, 130 ⁇ , particle size, 1, 7 ⁇ m, length, 100 mm, Waters) at a flow rate of 0.35 ⁇ / min at 40 ° C using the following Gradients eluted.
  • the collision energy was raised from 14 to 45 eV.
  • leucine-enkephalin was injected with a capillary voltage of 3 kV every 60 seconds.
  • the mass spectra were processed with ProteinLynx Global Server (Waters, version 2.5.2). The processing parameters were adjusted as follows: chromatographic peak width, automatic; MS TOF resolution, automatic; Lock mass for cargo 1, 556.2771 Da / e; Mass window, 0.25 Da; Low energy intensity threshold, 50 counts; Intensity limit at high energy, 15 counts; Intensity limit, 500 counts.
  • chromatographic peak width automatic
  • MS TOF resolution automatic
  • Lock mass for cargo 1 556.2771 Da / e
  • Mass window 0.25 Da
  • Low energy intensity threshold 50 counts
  • Intensity limit at high energy 15 counts
  • Intensity limit 500 counts.
  • a database of 4180 proteins from B For protein identification, a database of 4180 proteins from B.
  • subtilis was used (NCBI reference sequence: NC 000964.3, added manually: trypsin, keratin, quantitation standard PhosB). The following settings were used: peptide tolerance, automatic; Fragment tolerance, automatic; Min. Fragment ions per peptide, 2; Min. Fragment ions per protein, 6; Maximum protein mass, 300,000; Primary digestion reagent, trypsin; Secondary digestion reagent, none; Missed interfaces, 1; Fixed modifications, carbamidomethyl C; Variable modifications, deamidation N, deamidation Q, oxidation M; False positive rate, 4; Concentration of the quantification standard, 50 fmol.
  • a template-based synthetic approach described by Liu et al. was used to obtain one of the first Re (I) -Carben complexes was modified. 7
  • This approach allows the formation of a carbene unit from rhenium-bound CO ligands.
  • 2-azidoaniline was used with triphenylphosphine to form phosphinimine 2a.
  • This reacts again with Re (CO) 5 Br at room temperature to convert one of the rhenium-bound CO ligands into a benzimidazol-2-ylidene ligand, yielding the neutral Re (I) carbene complex 3a in good yield ( Figure 1).
  • the phosphinimine 2a is stable in air and at room temperature for several weeks.
  • the ⁇ NMR spectrum of Figure 3a shows a characteristic signal for the resulting carbene NH protons at 10.4 ppm, which suggests the formation of the symmetrical N-unsubstituted carbene. Furthermore, the aromatic protons are now recognizable as a set of two signals at 7.57 and 7.40 ppm. The successful formation of this structure is further supported by 13 C NMR spectroscopy, which reveals the carbene C atom at 171.9 ppm. The successful preparation of the target compound could also be confirmed by crystal structure analysis.
  • Crystals of the cationic complexes 4a, 5a, 6a and 4b and 4c were obtained by slowly evaporating a solution of the complexes in a mixture of dichloromethane and hexane or by slow diffusion of ether into a methanolic solution.
  • the molecular structures of bipyridine-containing complexes are shown in Figure 5.
  • the structures obtained prove the facial arrangement of the CO ligands in the reaction with the corresponding bisimine ligands.
  • the former Re bound bromide atom is found as a counterion of the cationic complexes. All complexes show distorted octahedral geometry.
  • Example 3 Absorption and Emission Properties As one would expect for many d 6 -Re (I) (CO) 3 complexes, the carbene complexes show extensive photophysical behavior, which has attracted considerable attention in recent years. The present results are summarized in Figure 6.
  • the complexes tested behave very similar and have very pronounced and intense absorption bands in the UV range at about 280 nm with extinction coefficients of about 10 4 dm 3 M "1 cm " 1 ( Figure 7, left). These bands are attributed to the intense intraligand transitions of the bisimine ligands (LC, ⁇ - ⁇ *) and are often found in Re (I) (CO) 3-bisimine complexes. The less intense absorption bands of about 330 to 450 nm with extinction coefficients of 10 3 dm 3 M "1 cm “ 1 are likely to result from MLCT transitions (d (Re) ⁇ n * (bisimine)). 43 '44
  • the activity of the compounds can be enhanced to some extent by increasing the lipophilicity (eg row a ⁇ b, 4a ⁇ 5a ⁇ 7a and 4b ⁇ 5b ⁇ 5c).
  • too high lipophilicity can lead to reduced activity.
  • 7c is the most lipophilic compound, it is less active than 7b and 7a (7c ⁇ 7b ⁇ 7a).
  • 7c is the most lipophilic compound, it is less active than 7b and 7a (7c ⁇ 7b ⁇ 7a).
  • S. aureus ATCC 3300 seems to be the bathophenanthroline-containing complexes (c) to be able to withstand much better than the other strains.
  • Example 5 Spectrum of antibacterial activity of DS50 and biotin-DS50
  • DS50 was selected by way of example.
  • Biotin-DS50 a biotinylated derivative of DS50 (Biotin-DS50) was prepared and used.
  • MIC minimum inhibitory concentration
  • the MIC of DS50 and its biotinylated derivative was measured against a set of Gram-negative and Gram-positive bacteria using a standard microtiter plate assay.
  • DS50 showed weak or no activity against Gram-negative bacteria but was effective against Gram-positive bacteria with MICs in the low ⁇ g / ml range ( Figure 9).
  • the MIC against methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) was 4 ⁇ g / ml.
  • Biotinylation of DS50 for target identification studies by immobilization results in a slight reduction in antimicrobial activity, but this compound was still active against Gram-positive bacteria (16-32 ⁇ g / ml). Therefore Biotin-DS50 was used for target identification experiments. It remains unexplained whether the slight decrease in antibacterial activity is due to a reduced uptake of biotin DS50 or interference with target interaction.
  • Biotinylated DS50 was immobilized on Strep-Tactin® Sepharose material and incubated with cytosolic cell extract of the Gram-positive bacterium Bacillus subtilis. Unbound proteins were removed by washing and proteins bound to biotin-DS50 were eluted by boiling in SDS-PAGE sample buffer. As controls Strep-Tactin® Sepharose was incubated with biotin, with non-biotinylated DS50 or without compound. The elution fractions were separated by SDS-PAGE and the proteins visualized by RuBPs staining (Figure 10). Compared to the controls, a very prominent protein band is detected on immobilized biotin DS50 identified as elongation factor Tu (EF-Tu).
  • EF-Tu elongation factor Tu
  • EF-Tu Two bands that co-eluted to a lesser extent and could be additional target proteins or interaction partners of EF-Tu are the chaperone subunit GroEL and the Elongation factor Ts (EF-Ts). It is known that the nucleotide exchange factor EF-Ts interacts with EF-Tu. A direct interaction between GroEL and EF-Tu has not yet been demonstrated. Additional bands that appear in all samples are likely to be naturally biotinylated proteins that can bind directly to the material.
  • Example 7 The mechanism of action of DS50 and biotin-DS50
  • DS50 was incubated with a B. subtilis cytosolic protein extract or with buffer. Both samples were separated by native ion exchange chromatography and 96 fractions were collected for each run. DS50 was quantified in the collected fractions using LC-MS to identify protein bound (DS50 + cell extract) and free DS50 (incubated with buffer). Incubation of DS50 with the cell lysate resulted in a shift in the retention time compared to the free drug ( Figure 11).
  • the proteome of a cell is specifically adapted to counteract and survive stress.
  • the upregulated proteins are very specific for the mode of action of the antibiotic 39 used .
  • comparison of the B. subtilis proteome profile after treatment with DS50 or biotin-DS50 may provide insight into whether the mechanism of action is altered by biotinylation.
  • B. subtilis was treated with DS50 or left untreated as a control. Newly synthesized proteins were radiolabelled and separated by 2D gel electrophoresis on the basis of the isoelectric point and the molecular weight in the first and second dimension, respectively.
  • Radiolabelled proteins were visualized and false-color images of the gels of a control and a sample after antibiotic treatment were overlaid (Figure 12).
  • marker-proteins were defined by software-supported analyzes, which were at least two-fold upregulated in all biological replicates after antibiotic treatment, and identified by mass spectrometry. Although more marker proteins are up-regulated after treatment with biotin-DS50, both substances show one high agreement of the marker proteins. In addition, many of the marker proteins are also up-regulated for DS50 after biotin-DS50 treatment, but do not reach the strict limit. This shows that biotinylation preserves the mechanism of action in principle.
  • Example 8 Proteome analysis to determine the mode of action
  • DS50 has the same mode of action as well-characterized EF-Tu inhibitors
  • further comparative proteome analyzes were performed.
  • the most widely studied EF-Tu antibiotics are the thiazolyl peptides Nocathiacin I and GE2270 A and the structurally unrelated Kirromycin.
  • Nocathiacin I binds to the ribosome and inhibits GTP hydrolysis of EF-Tu and other GTP-dependent translation factors 40 .
  • GE2270 A inhibits the binding of EF-Tu to Phe-tRNA phe 41 and the formation of a complex of kirromycin with EF-Tu * GDP * aatRNA blocks the detachment of the elongation factor from ribosome 42 .
  • proteome analyzes were carried out as described above.
  • the proteome response to DS50 was compared to the response to antibiotics known to interfere with EF-Tu activity ( Figure 13).
  • DS50, nocathiacin I, GE2270 A and kirromycin show very different proteome profiles, which reflects the different modes of action.
  • protein biosynthesis decreases to -15% (data not shown) compared to control conditions and many ribosomal proteins and elongation factors, such as EF-Tu (TufA) and EF-G (FusA) are up-regulated.
  • protein biosynthesis is reduced to -65% and only a few marker proteins are up-regulated, of which only the enzyme QueF is associated with translation.
  • Protein biosynthesis was unaffected by kirromycin, and the proteome proficiency mainly shows the induction of proteins involved in protein quality control, such as the chaperones DnaK and GrpE or the protease subunits ClpC and ClpP.
  • B. subtilis Treatment of B. subtilis with DS50 reduces protein biosynthesis to -67% and 21 marker proteins are induced. Like kirromycin, DS50 induces marker proteins required for protein quality control, but the induced proteins are diverse and include the chaperone system GroESL and the protease subunits ClpY and ClpP. Overall, the proteomic profile of DS50 does not match that of the reference antibiotics, indicating that the mode of action is different. In addition, only DS50 treatment leads to the induction of PspA, a marker protein for membrane stress and YuaE that is up-regulated in response to membrane-active antibiotics. In addition, DS50 has lytic effects on B. subtilis cells in higher concentrations (data not shown).

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen N-heterocyclischen Carben (NHC) Re(l) Komplex mit einem unsubstituierten oder substituierten Benzimidazol-2-yliden Liganden und deren Verwendung, insbesondere in einer pharmazeutischen Zusammensetzung, als Medikament und zur Behandlung von einer bakteriellen Infektion oder eines bakteriellen Befalls. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines N-heterocyclischen Carben (NHC) Re(l) Komplexes und auf ein Verfahren zur Identifizierung eines Moleküls, das mit einem N-heterocyclischen Carben (NHC) Re(l) Komplex interagiert.

Description

EF-TU-BINDENDE S METALLHALTIGES ANTIBIOTIKUM
FELD DER ERFINDUNG
[0001] Die vorliegende Erfindung liegt im Feld der medizinischen Chemie und bezieht sich auf einen N-heterocyclischen Carben (NHC) Re(I) Komplex mit einem unsubstituierten oder substituierten Benzimidazol-2-yliden Liganden und dessen Verwendung, insbesondere in einer pharmazeutischen Zusammensetzung, als Medikament und zur Behandlung von einer bakteriellen Infektion oder eines bakteriellen Befalls. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines N-heterocyclischen Carben (NHC) Re(I) Komplexes und auf ein Verfahren zur Identifizierung eines Biomoleküls, das mit einem N- heterocyclischen Carben (NHC) Re(I) Komplex interagiert.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
[0002] Innerhalb der letzten Jahrzehnte hat die rasche Entwicklung von N- heterocyclischen Carben (NHC)-Komplexen mit einem breiten Spektrum von Übergangsmetallen und Ligandenstrukturen zu faszinierenden Einsichten und zahlreichen Anwendungen geführt, vor allem in der Katalyse und Photophysik.1"3 Ein neuartiger, aber sich rasant entwickelnder Trend auf dem Gebiet der Organometallchemie ist die Verwendung von Metall-Carben-Komplexen für medizinische Anwendungen, insbesondere als therapeutische Medikamente. Beispielsweise wurden NHC-Komplexe aus Platin, Gold und Silber gefunden, die vielversprechende antitumorale Aktivität oder sogar vorteilhafte Eigenschaften zur Behandlung von Infektionskrankheiten bieten.4"6
[0003] Trotz einer steigenden Anzahl von Berichten über Re(I)-Komplexe mit entweder monodentaten7"14 oder multidentaten15"21 N-heterocyclischen Carben Liganden, ist sehr wenig über ihre biologischen Eigenschaften bekannt und Untersuchungen konzentrieren sich hauptsächlich auf mögliche Anwendungen als OLEDs oder Katalysatoren.22"23 Dies ist besonders überraschend, da Re(I) mit seiner strukturellen Vielfalt, seinen Redoxeigenschaften und der Verfügbarkeit der radioaktiven Analoga 186Re, 188Re und 99mTc enormes Potenzial für diagnostische Zwecke oder therapeutische Medikamente bietet.24"26 Es ist bekannt, dass Re(I)- Komplexe eine antibakterielle Aktivität aufweisen können. Die bereits beschriebenen antibakteriellen Verbindungen sind allerdings sehr groß und bestehen aus einem Peptid- Nukleinsäure-Grundgerüst mit einer Alkinseitenkette, substituiert mit einem Cymantren, einer (Dipicolyl)Re(CO)3-Einheit und entweder einem Ferrocen (FcPNA) oder einem Ruthenocen (RcPNA). Für eine medizinische Verwendung wäre ein Molekül mit einem geringeren Molekülgewicht wünschenswert.
[0004] Des Weiteren besteht durch zunehmende bakterielle Resistenzen die dringende Notwendigkeit neuartige antibiotische Leitstrukturen zu finden.
[0005] Daher besteht gegenwärtig ein Bedarf an einem zuverlässigen Antibiotikum, das eine neuartige Leitstruktur besitzt und noch nicht gegen bakterielle Infektionen eingesetzt wurde.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
[0006] Gelöst wird die oben beschriebene Aufgabe durch den Komplex der vorliegenden Erfindung. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben überraschend in Versuchsreihen festgestellt, dass ein N-heterocyclischer Carben (NHC) Re(I) Komplex mit einem unsubstituierten oder substituierten Benzimidazol-2-yliden Liganden, wie hierin beschriebenen, eine hohe antimikrobielle Wirkung gegen Gram-positive Bakterien hat. Des Weiteren wurde festgestellt, dass die hierin beschriebenen Komplexe im Vergleich zu anderen Antibiotika, die dasselbe Target adressieren, wie Nocathiacin I, GE2270 A und Kirromycin, eine andere Wirkungsweise besitzen. Diese Eigenschaften ermöglichen den Einsatz von strukturell und mechanistisch neuen Antibiotika und erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass die Resistenzbildung gegen die erfindungsgemäßen Komplexe sehr verzögert sein wird.
[0007] In einem ersten Aspekt ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf einen Komplex, der die Struktur der Formel (I) besitzt
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L3 wobei
Ri, R2, R3, R4, R5 und R6 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstituiertes Alkyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Alkenyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkenyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Alkynyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkynyl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Cycloalkyl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heterocycloalkyl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Aryl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroaryl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Alkylaryl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkylaryl, wobei jede dieser Gruppen bis zu 20 Kohlenstoffatome besitzt; und
Li, L2, L3, L4 und L5 unabhängig voneinander Metall-koordinierende Liganden sind, die aus der Gruppe ausgewählt sind bestehend aus neutralen Liganden, anionischen Liganden und gemischte Liganden.
[0008] In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung sind
a) Li, L2, L3, L4 und L5 unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halo, Carbonyl, C1-C10 Alkyl, C1-C10 Alkoxy, Sulfid, Thiocyanat, Nitrat, Azid, Fluorid, Hydroxidion, H20, Nitrit, Isothiocyanat, Acetonitril, Pyridin, Ammoniak, Triphenylphosphin, Cyanid, Kohlenstoffinonoxid, linearen oder verzweigten, substitutierten oder unsubstitutierten Alken, das bis zu 20 Kohlenstoffatome besitzt, Benzol, Cyclopentadienyl, Nitrosyl, Oxoligand, Sulfite, Tricyclohexylphosphan, Trimethylphosphan, Tri(o-tolyl)phosphan, Cycloheptatrien, Kohlendioxid; oder
b) zwei oder drei von Li, L2, L3, L4 und L5 verknüpft um ein Molekül zu bilden, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Oxalat, Ethylenediamin, 2,2'-Bipyridin, 1,10- Phenanthrolin, Acetylacetonat, Ammopolycarbonsäuren, 1 ,2-Bis(diphenylphosphino)ethan, l,l-Bis(diphenylphosphino)methan, Diethylenetriamin, Dimethylglyoximat, Glycin, Iminodiessigsäure, Nitrilotriessigsäure, Pyrazin, Scorpion Liganden, 2,2';6',2"-Terpyridin, Triazacyclononan, Di-(2-picolyl)amin, 2,2'-dipyridylamin, tris(2-pyridylmethyl)amin, Ν,Ν,Ν',Ν'-tetramethylethylenediamin (TMEDA), N-propyl(2-pyridyl)methanimin (NPrPMI),
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wobei jedes X unabhängig voneinander H oder ein lineares oder verzweigtes Alkyl ist, das bis zu 20 Kohlenstoffatome besitzt, und
wobei LI, L2, L3, L4 und L5, die nicht mit anderen Metall-koordinierenden Liganden verknüpft sind, wie in a) definiert sind.
[0009] In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung sind L4 und L5 verknüpft, um ein Molekül zu bilden, und sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
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wobei jedes X unabhängig voneinander H oder ein lineares oder verzweigtes Alkyl ist, das bis zu 20 Kohlenstoffatome besitzt.
[00010] In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung sind L4 und L5 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
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[00011] In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist Ri H, CH2-Phenyl oder
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R2 ist H.
[00012] In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung sind R3-R6 H; und/oder L1-L3 sind CO.
[00013] In verschiedenen Ausführungsformen richtet sich die Erfindung auf einen erfindungsgemäßen Komplex, wobei a) Ri H, CH2-Phenyl oder
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ist; und
R2 H ist; und
R3-R6 H sind; und
L1-L3 CO sind; und
L4 und L5 verknüpft sind ui
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zu bilden; oder
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ist; und
R2 H ist; und
R3-R5 H sind; und L1-L3 CO sind; und
L4 und L5 verknüpft sind um
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zu bilden; oder Ri H ist; und
R2 H ist; und
R3-R6 H sind; und
L1-L3 CO sind; und
L4 und L5 verknüpft sind ui
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zu bilden; oder
Ri H, CH2-Phenyl oder
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ist; und
R2 H ist; und
R3-R6 H sind; und
L1-L3 CO sind; und
L4 und L5 verknüpft sind um
zu bilden; oder
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Ri H ist; und
R2 H ist; und
R3-R6 H sind; und
L1-L3 CO sind; und
L4 und L5 verknüpft sind
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zu bilden.
[00014] Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist gerichtet auf eine pharmazeutische Zusammensetzung umfassend einen erfindungsgemäßen und einen pharmazeutisch verträglichen Träger oder Hilfsstoff.
[00015] In einem dritten Aspekt ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf einen erfindungsgemäßen Komplex zur Verwendung als Medikament.
[00016] Ein vierter Aspekt der Erfindung ist gerichtet auf einen erfindungsgemäßen Komplex zur Verwendung in der Behandlung einer bakteriellen Infektion oder eines bakteriellen Befalls, wobei die bakterielle Infektion oder der bakterielle Befall durch ein Gram-positives Bakterium hervorgerufen wird.
[00017] In verschiedenen Ausführungsformen ist das Gram-positive Bakterium ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Bacillus oder Staphylococcus .
[00018] In einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf ein Verfahren zur Herstellung eines Komplexes, der die Struktur der Formel (II) besitzt
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wobei
Ri, R3, R4, R5 und R6 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus
H, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstituiertes Alkyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Alkenyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkenyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Alkynyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes
Heteroalkynyl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Cycloalkyl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heterocycloalkyl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Aryl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroaryl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Alkylaryl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkylaryl, wobei jede dieser Gruppen bis zu 20 Kohlenstoffatome besitzt; und
Li, L2, L3, L4 und L5 unabhängig voneinander Metall-koordinierende Liganden sind, die aus der Gruppe ausgewählt sind bestehend aus neutralen Liganden, anionischen Liganden und gemischte Liganden; umfassend
in-Kontakt-bringen einer Verbindung, die die Struktur der Formel (III) besitzt
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(III)
mit einer Verbindun die die Struktur der Formel (IV) besitzt
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um den Komplex, der die Struktur der Formel (II) besitzt, zu bilden.
[00019] Ein sechster Aspekt der Erfindung ist gerichtet auf ein Verfahren zur Identifizierung eines Moleküls, das mit einem erfindungsgemäßen Komplex interagiert, umfassend a) bereitstellen eines erfindungsgemäßen Komplex, wobei R5 eine Linkergruppe ist, und b) immobilisieren des Komplex von a) an einem festen Träger, wobei der feste Träger den Komplex über die Linkergruppe bindet;
c) in-Kontakt-bringen des immobilisierten Komplex mit einer Lösung, die die Moleküle von Interesse umfassen; und
d) ablösen der Moleküle, die mit dem immobilisierten Komplex interagieren, und
identifizieren dieser Moleküle. [00020] In verschiedenen Ausführungsformen ist die Linkergruppe
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(Biotin), und der feste Träger umfasst Avidin und/oder Streptavidin.
KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
[00021] Nachstehend wird die Erfindung anhand von mehreren Abbildungen näher erläutert. Diese unterstützen die in der Beschreibung erläuterte Lehre, schränken diese aber nicht ein. Hierbei zeigt:
[00022] Abbildung 1: Schema der Herstellung der neutralen Benzimidazol-2-yliden- Komplexe 3a - 3c.
[00023] Abbildung 2: Möglicher Mechanismus der Formation des Re(I)-Carben- Komplexes 3 a.
[00024] Abbildung 3: Ligandenaustauschreaktionen der Komplexe 3a, 3b und 3c.
[00025] Abbildung 4: ORTEP Darstellung der Verbindungen 3a (a) und 3c (b) (Ellipsoide sind mit 50% Aufenthaltswahrscheinlichkeit dargestellt).
[00026] Abbildung 5: ORTEP Darstellung der Bipyridin-Komplexe 4a (a), 4b (b) und 4c (c) (Ellipsoide sind mit 50% Aufenthaltswahrscheinlichkeit dargestellt). Aus Übersichtsgründen wurde das Gegenion Bromid nicht in die Abbildung aufgenommen.
[00027] Abbildung 6: Übersicht der photophysikalischen Eigenschaften der Komplexe 4a-7a.
[00028] Abbildung 7: Normalisierte Absorption (links) und Emissionsspektra (rechts) der Verbindungen 4a, 5a, 6a und 7a in Acetonitril.
[00029] Abbildung 8: Minimal-inhibitorische Konzentrationen (MHK) von 3 a und der
Komplexserien 4, 5 und 7 gegen Gram-positive Stämme. Die Werte sind in μΜ angegeben. Die Komplexe zeigen keine antimikrobielle Aktivität gegen Gram-negative Stämme. [00030] Abbildung 9: Antibakterielle Aktivität von DS50 und Biotin-DS50. Die minimale inhibitorische Konzentration (μΜ) von beiden Verbindungen wurde gegen eine Auswahl von Gram-positiven und Gram-negativen Bakterien in Mueller-Hinton Medium in einem Mikrotiter-Platten-Assay bestimmt.
[00031] Abbildung 10: Der Elongationsfaktor Tu von B. subtilis bindet an immobilisiertem Biotin-DS50. Biotin-DS50 wurde mit Strep-Tactin® Sepharose immobilisiert und mit Proteinextrakt von B. subtilis inkubiert. Ungebundene Proteine (Durchfluss) wurden verworfen und die Sepharose wurde gewaschen (Waschfraktion), bevor Proteine, die an Biotin-DS50 gebunden waren durch Erhitzen in SDS-PAGE-Probenpuffer eluiert wurden. Parallel dazu wurde Strep-Tactin® Sepharose zur Kontrolle mit Biotin, DS50 oder ohne Komplex (w/o) inkubiert. Proteine, die spezifisch an Biotin-DS50 binden, wurden durch Massenspektrometrie identifiziert.
[00032] Abbildung 11: Der Elongationsfaktor Tu und GroEL aus B. subtilis co- eluieren mit DS50. DS50 wurde mit zytosolischem Proteinextrakt von B. subtilis oder mit Puffer als Kontrolle (freie Verbindung) inkubiert. Der Extrakt wurde über native Ionenaustauschchromatographie aufgetrennt und Elutionsprofile des freien und proteingebundenen DS50 wurden mit Hilfe von Massenspektrometrie rekonstituiert. Proteine in Fraktionen, die Protein-gebundenes DS50 enthielten, wurden identifiziert. Die Elutionsprofile von Elongationsfaktor Tu und GroEL sind gezeigt.
[00033] Abbildung 12: Proteomprofü von B. subtilis nach der Behandlung mit DS50 oder Biotin-DS50. Logarithmisch wachsende Zellen von B. subtilis wurden durch die Behandlung mit Antibiotika gestresst oder unbehandelt als Kontrolle angezogen. Neu synthetisierte Proteine wurden radioaktiv markiert und die Proteine wurden durch 2D Polyacrylamid-Gelelektrophorese getrennt. Radioaktiv markierte Proteine wurden mittels Phosphoscreens und Phosphoscanner detektiert und die digitalisierten Gelbilder der unbehandelten Kontrollen (grün) wurden mit Gelbildern der antibiotischen Behandlung (rot) überlagert. Hoch-, herunter- und nichtregulierte Proteine erscheinen in rot, grün bzw. gelb. Markerproteine, die in allen biologischen Replikaten in Antwort auf Antibiotikabehandlung mindestens zweifach hochreguliert wurden und über Massenspektrometrie identifiziert wurden, sind durch Pfeile gekennzeichnet.
[00034] Abbildung 13: Proteomprofü von B. subtilis nach der Behandlung mit DS50 oder Antibiotika, von denen bekannt ist, dass sie mit der Translationsaktivität von Elongationsfaktor Tu interferieren (Nocathiazin I, GE2270 A und Kirromycin). Logarithmisch wachsende Zellen von B. subtilis wurden durch die Behandlung mit Antibiotika gestresst oder zur Kontrolle unbehandelt angezogen. Neu synthetisierte Proteine wurden radioaktiv markiert und die Proteine wurden durch 2D Polyacrylamid- Gelelektrophorese getrennt. Neu synthetisierte Proteine wurden wie oben beschrieben in Falschfarbenbildern dargestellt. Die unbehandelten Kontrollen (grün) wurden mit Gelen der antibiotischen Behandlung (rot) überlagert. Hoch-, herunter- und nichtregulierte Proteine erscheinen in rot, grün bzw. gelb. Markerproteine, die in allen biologischen Replikaten in Antwort auf Antibiotikabehandlung mindestens zweifach hochreguliert waren, wurden mittels Massenspektrometrie identifiziert, und sind durch Pfeile gekennzeichnet
DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
[00035] Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben überraschend strukturell und mechanistisch neue Antibiotika gefunden, die eine selektive Behandlung von Gram-positiven Bakterien erlauben.
[00036] Daher ist in einem ersten Aspekt die vorliegende Erfindung gerichtet auf einen Komplex, der die Struktur der Formel (I) besitzt
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(I),
wobei
Ri, P 2, Pv3, P 4, P 5 und R6 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstituiertes Alkyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Alkenyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkenyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Alkynyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkynyl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Cycloalkyl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heterocycloalkyl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Aryl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroaryl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Alkylaryl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkylaryl, wobei jede dieser Gruppen bis zu 20 Kohlenstoffatome besitzt; und
Li, L2, L3, L4 und L5 unabhängig voneinander Metall-koordinierende Liganden sind, die aus der Gruppe ausgewählt sind bestehend aus neutralen Liganden, anionischen Liganden und gemischte Liganden.
[00037] Der Begriff „Rhenium" oder „Re", wie hierin austauschbar verwendet, bezeichnet ein chemisches Element mit dem der Ordnungszahl 75. Im Periodensystem der Elemente steht Rhenium in der 7. Nebengruppe (Gruppe 7) oder Mangangruppe. Es ist ein sehr seltenes, silberweiß glänzendes, schweres Übergangsmetall.
[00038] Der Begriff„Alkyl", allein oder als Teil eines anderen Substituenten, bedeutet, sofern nicht anders angegeben, eine lineare (d.h. unverzweigte) oder verzweigte Kette oder eine Kombination davon, die vollständig gesättigt ist und di- und mehrwertige Radikale einschließen kann. Alkyle werden näher durch die Anzahl der enthaltenen Kohlenstoffatome bezeichnet (z.B. C1-C10 bedeutet ein bis zehn Kohlenstoffe). Bevorzugt sind Alkyle mit bis zu 20, bis zu 15, bis zu 10 oder bis zu 5 Kohlenstoffatomen. Beispiele für gesättigte Kohlenwasserstoffreste umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Gruppen wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, t-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, Cyclohexyl, (Cyclohexyl) methyl, Cyclopropylmethyl, Homologe und Isomere von beispielsweise n-Pentyl, n-Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl und dergleichen.
[00039] Der Begriff „Alkylen", allein oder als Teil eines anderen Substituenten, bezeichnet einen zweiwertigen Rest, der von einem Alkyl abgeleitet ist, wie es beispielhaft, aber nicht beschränkt ist, auf -CH2CH2CH2CH2-. Typischerweise wird eine Alkyl- (oder Alkylen-) Gruppe 1 bis 24 Kohlenstoffatome aufweisen, wobei diese Gruppen mit 10 oder weniger Kohlenstoffatomen in der vorliegenden Erfindung bevorzugt sind. Ein„Niederalkyl" oder„Niederalkylen" ist eine kürzere Alkyl- oder Alkylengruppe, die im Allgemeinen acht oder weniger Kohlenstoffatome aufweist. [00040] Der Begriff „Heteroalkyl", allein oder in Kombination mit einem anderen Begriff, bezeichnet, sofern nicht anders angegeben, einen stabilen linearen oder verzweigten oder cyclischen Kohlenwasserstoffrest oder Kombinationen davon, bestehend aus mindestens einem Kohlenstoffatom und mindestens einem Heteroatom, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus O, N, P, Si und S, und wobei die Stickstoff- und Schwefelatome gegebenenfalls oxidiert werden können und das Stickstoff-Heteroatom gegebenenfalls quaterniert werden kann. Die Heteroatom(e) O, N, P und S und Si können an jeder inneren Position der Heteroalkylgruppe oder an der Stelle, an der die Alkylgruppe an den Rest des Moleküls gebunden ist, platziert werden. Beispiele schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf -CH2- CH2-0-CH3, -CH2-CH2-NH-CH3, -CH2-CH2-N(CH3)2, -CH2-S-CH2-CH3, -CH2-CH2, -SCHO- CH2-S(0)2-CH3, -CH=CH-0-CH3, -Si(CH3)3, -CH2-CH=N-OCH3, -CH=CH-N(CH3)2, O- CH3, -0-CH2-CH3 und -CN. Bis zu zwei Heteroatome können aufeinanderfolgend sein, wie beispielsweise -CH2-NH-OCH3 und -CH2-0-Si(CH3)3. In ähnlicher Weise bedeutet der Begriff „Heteroalkylen", allein oder als Teil eines anderen Substituenten, einen von Heteroalkyl abgeleiteten zweiwertigen Rest, wie er beispielhaft, aber nicht beschränkt ist auf - CH2-CH2-CH-CH2-CH2- und -CH2-S-CH2-CH2-NH-CH2-. Für Heteroalkylengruppen können Heteroatome auch einen oder beide der Ketten-Termini (z.B. Alkylenoxy, Alkylendioxy, Alkylenamino, Alkylendiamino und dergleichen) einnehmen. Weiterhin wird für Alkylen- und Heteroalkylen- Verknüpfungsgruppen keine Orientierung der Verknüpfungsgruppe durch die Richtung angegeben, in der die Formel der Verknüpfungsgruppe geschrieben wird. Beispielsweise bedeutet die Formel -C(0)2R- sowohl -C(0)2R- als auch -R'C(0)2-. Wie oben beschrieben, schließen Heteroalkylgruppen, wie hierin verwendet, diejenigen Gruppen ein, die an den Rest des Moleküls durch ein Heteroatom, wie -C(0)R*, -C(0)NR, -NR'R", -OR*, - SR' und/oder -S02R' ein. Wenn„Heteroalkyl" rezitiert wird, gefolgt von Rezitationen von spezifischen Heteroalkylgruppen, wie -NR'R" oder dergleichen, versteht es sich, dass die Begriffe Heteroalkyl und -NR'R" nicht redundant oder sich gegenseitig ausschließen. Vielmehr werden die spezifischen Heteroalkylgruppen zur Klarheit angeführt. Der Begriff „Heteroalkyl" sollte daher hier nicht als exklusive spezifische Heteroalkylgruppen, wie - NR'R" oder dergleichen, interpretiert werden.
[00041] Die Begriffe„Cycloalkyl" und„Heterocycloalkyl", selbst oder in Kombination mit anderen Ausdrücken, stellen, sofern nicht anders angegeben, zyklische Versionen von
„Alkyl" und„Heteroalkyl" dar. Zusätzlich kann für Heterocycloalkyl ein Heteroatom die
Position einnehmen, an der der Heterocyclus an den Rest des Moleküls gebunden ist. Beispiele für Cycloalkyl umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Cyclopentyl, Cyclohexyl, 1-Cyclohexenyl, 3-Cyclohexenyl, Cycloheptyl und dergleichen. Beispiele für Heterocycloalkyl umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, l-(l,2,5,6-Tetrahydropyridyl), 1- Piperidinyl, 2-Piperidinyl, 3-Piperidinyl, 4-Morpholinyl, 3-Morpholinyl, Tetrahydrofuran-2- yl, Tetrahydrofuran-3-yl, Tetrahydrothien-2-yl, Tetrahydrothien-3-yl, 1-Piperazinyl, 2- Piperazinyl und dergleichen. Ein„Cycloalkylen" und„Heterocycloalkylen" bezieht sich auf einen zweiwertigen Rest, der sich von Cycloalkyl bzw. Heterocycloalkyl ableitet.
[00042] Die Begriffe „Halogen" oder „Halo", selbst oder als Teil eines anderen Substituenten, bedeuten, sofern nicht anders angegeben, ein Fluor-, Chlor-, Brom- oder Iodatom. Zusätzlich sollen Begriffe wie „Halogenalkyl" Monohalogenalkyl und Polyhalogenalkyl einschließen. Beispielsweise bedeutet der Begriff „Halo(Ci-C4)-Alkyl", Trifiuormethyl, 2,2,2-Trifluorethyl, 4-Chlorbutyl, 3-Brompropyl und dergleichen, ist aber nicht darauf beschränkt.
[00043] Der Begriff „Aryl" bedeutet, wenn nicht anders angegeben, einen mehrfach ungesättigten, aromatischen Kohlenwasserstoffsubstituenten, der ein einzelner Ring oder mehrere Ringe (vorzugsweise 1 bis 3 Ringe) sein kann, die miteinander verschmolzen oder kovalent verknüpft sind. Der Begriff„Heteroaryl" bezieht sich auf Arylgruppen (oder Ringe), die ein bis vier Heteroatome enthalten, ausgewählt aus N, O und S, wobei die Stickstoff- und Schwefelatome gegebenenfalls oxidiert werden und das Stickstoffatom(e) gegebenenfalls quaternisiert ist. Eine Heteroarylgruppe kann an den Rest des Moleküls durch einen Kohlenstoff oder Heteroatom gebunden werden. Nicht beschränkende Beispiele für Aryl- und Heteroarylgruppen umfassen Phenyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl, 4-Biphenyl, 1-Pyrrolyl, 2- Pyrrolyl, 3-Pyrrolyl, 3-Pyrazolyl, 2-Imidazolyl, 4-Imidazolyl, Pyrazinyl, 2-Oxazolyl, 4- Oxazolyl, 2-Phenyl-4-oxazolyl, 5-Oxazolyl, 3-Isoxazolyl, 4-Isoxazolyl, 5-Isoxazolyl, 2- Thiazolyl, 4-Thiazolyl, 5-Thiazolyl, 2-Furyl, 3-Furyl, 2-Thienyl, 3-Thienyl, 2-Pyridyl, 3- Pyridyl, 4-Pyridyl, 2-Pyrimidyl, 4-Pyrimidyl, 5-Benzothiazolyl, Purinyl, 2-Benzimidazolyl, 5- Indolyl, 1-Isochinolyl, 5-Isochinolyl, 2-Chinoxalinyl, 5-Chinoxalinyl, 3-Chinolyl und 6- Chinolyl. Substituenten für jedes der oben erwähnten Aryl- und Heteroaryl-Ringsysteme sind ausgewählt aus der Gruppe der akzeptablen Substituenten, die unten beschrieben werden. „Arylen" und„Heteroarylen" bezieht sich auf einen zweiwertigen Rest, der sich von einem Aryl- und Heteroaryl ableitet. [00044] Der Begriff„Arylalkyl" soll die Reste einschließen, in denen eine Arylgruppe an eine Alkylgruppe gebunden ist (z.B. Benzyl, Phenethyl, Pyridylmethyl und dergleichen). Der Begriff„Heteroarylalkyl" schließt die oben beschriebenen Gruppen ein, wobei ein oder mehrere Kohlenstoffatome des Alkyl- oder Aryl-Teils (z. B. eine Methylengruppe) beispielsweise durch ein Sauerstoffatom (z. B. Phenoxymethyl, 2-Pyridyloxymethyl, 3-(l- Naphthyloxy)propyl und dergleichen) substituiert sind.
[00045] Wenn ein Heteroalkyl-, Heterocycloalkyl- oder Heteroaryl eine bestimmte Anzahl von Mitgliedern (z. B.„3 bis 7-gliedrig") enthält, bezieht sich der Begriff„Mitglied" auf ein Kohlenstoff- oder Heteroatom.
[00046] Der Begriff„Oxo", wie er hier verwendet wird, bedeutet einen Sauerstoff, der an ein Kohlenstoffatom doppelt gebunden ist.
[00047] Jeder der obigen Begriffe (z.B. „Alkyl", „Heteroalkyl", „Aryl" und „Heteroaryl") soll sowohl substituierte als auch unsubstituierte Formen des angegebenen Restes einschließen. Bevorzugte Substituenten für jede Art von Radikal sind nachstehend angegeben.
[00048] Substituenten für die Alkyl-, Heteroalkyl-, Alkylen-, Alkenyl-, Heteroalkylen-, Heteroalkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkyl-, Heterocycloalkyl-, Cycloalkenyl- und Heterocycloalkenylreste können eine oder mehrere einer Vielzahl von Gruppen sein, ausgewählt aus, aber nicht beschränkt auf: -OR , =0, =NR, =N-OR, -NR'R", -SR, - Halogen, -SiRR"R"', -OC(0)R, -C(0)R*, -C02R, -CONRR", -OC(0)NRR", -NR"C(0)R, - NR-C(0)NRR", -NR"C(0)R*, -S(0)R, -S(0)R, -S-(O) R, -S-(0)R*, -S-(0)2R, -S(0)2NRR ", -NRS02R, -CN und -N02 in einer Zahl von null bis (2 m' + 1), wobei m' die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome in dem Radikal ist. R', R" und R'" jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, substituiertes oder unsubstituiertes Heteroalkyl, substituiertes oder unsubstituiertes Cycloalkyl, substituiertes oder unsubstituiertes Heterocycloalkyl, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl (z. B. mit 1-3 Halogenen substituiertes Aryl), substituiertes oder unsubstituiertes Alkyl-, Alkoxy- oder Thioalkoxygruppen oder Arylalkylgruppen ist. Wenn eine Verbindung der Erfindung mehr als eine R-Gruppe enthält, wird beispielsweise jede der R-Gruppen unabhängig ausgewählt, z.B. jeweils aus R', R", R'" und R""-Gruppen. Wenn R' und R" an das gleiche Stickstoffatom gebunden sind, können sie mit dem Stickstoffatom zu einem 4-, 5-, 6- oder 7-gliedrigen Ring kombiniert werden. Beispielsweise soll -NR'R" 1-Pyrrolidinyl und 4-Morpholinyl einschließen, aber nicht darauf beschränkt sein. Aus der obigen Diskussion von Substituenten wird der Fachmann verstehen, dass der Begriff„Alkyl" Gruppen einschließen soll, die Kohlenstoffgruppen einschließen, die an andere Gruppen als Wasserstoffgruppen gebunden sind, wie Halogenalkyl (z. B. -CF3 und -CH2CF3) und Acyl (z. B. -C(0)CH3, -C(0)CF3, -C(0)CH2OCH3 und dergleichen).
[00049] Ähnlich den für den Alkylrest beschriebenen Substituenten können die Substituenten für die Aryl- und Heteroarylgruppen variieren und sind ausgewählt aus beispielsweise Halogen,— OR',— NR'R",—SR', -Halogen,— SiR'R"R"',— OC(0)R',— C(0)R',— CO2R',— CONR'R",— OC(0)NR'R",— NR"C(0)R',— NR'— C(0)NR"R"\— NR"C(0)2R',— NR— C(NR'R"R"')=NR"",— NR— C(NR'R")=NR"',— S(0)R',— S(0)2R', — S(0)2NR'R", — NRSO2R', — CN und — N02, — R', — N , — CH(Ph)2, Fluoro(Ci- C4)alkoxy, und Fluoro(Ci-C4)alkyl in einer Zahl von null bis zur Gesamtzahl der offenen Valenzen am aromatischen Ringsystem; und wobei R', R", R'" und R"" unabhängig voneinander ausgewählt sind aus Wasserstoff, substituiertem oder unsubstituiertem Alkyl, substituiertem oder unsubstituiertem Heteroalkyl, substituiertem oder unsubstituiertem Cycloalkyl, substituiertem oder unsubstituiertem Heterocycloalkyl, substituiertem oder unsubstituiertem Aryl und substituiertem oder unsubstituiertem Heteroaryl. Wenn eine Verbindung der Erfindung mehr als eine R-Gruppe enthält, wird beispielsweise jede der R- Gruppen unabhängig ausgewählt, z.B. jeweils aus R', R", R'" und R""-Gruppen.
[00050] Weiterhin können in bevorzugten Ausführungsformen zwei Substituenten an benachbarten Ringatomen kombiniert werden, um eine cyclische Gruppe zu bilden, die gesättigt, ungesättigt oder aromatisch sein kann und ausgewählt ist aus Aryl, Heteroaryl, Cycloalkyl, Cycloheteroalkyl, alle von diesen können wie oben für die jeweiligen Gruppen definiert substituiert sein.
[00051] Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „Heteroatom" oder „Ring- Heteroatom" Sauerstoff (O), Stickstoff (N), Schwefel (S), Phosphor (P) und Silicium (Si).
[00052] Der Begriff „Alkenyl", wie er hierin verwendet wird, ist eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen mit einer Strukturformel, die mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung enthält. Asymmetrische Strukturen wie (A1A2)C=C(A3A4) sollen sowohl die E- als auch die Z-Isomere einschließen. Die Alkenylgruppe kann mit einer oder mehreren Gruppen substituiert sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Alkyl, Cycloalkyl, Alkoxy, Alkenyl, Cycloalkenyl, Alkinyl, Aryl, Heteroaryl, Aldehyd, Amino, Carbonsäure, Ester, Ether, Halogenid, Hydroxy, Keton, Azid, Nitro, Silyl, Sulfoxo oder Thiol, wie hierin beschrieben.
[00053] Der Begriff „Cycloalkenyl", wie er hierin verwendet wird, ist ein nichtaromatischer Kohlenstoff-basierter Ring, der aus mindestens drei Kohlenstoffatomen zusammengesetzt ist und mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung enthält, d.h. C=C. Beispiele für Cycloalkenylgruppen schließen Cyclopropenyl, Cyclobutenyl, Cyclopentenyl, Cyclopentadienyl, Cyclohexenyl, Cyclohexadienyl, Norbornenyl und dergleichen ein, sind aber nicht darauf beschränkt. Die Cycloalkenylgruppe kann substituiert oder unsubstituiert sein. Die Cycloalkenylgruppe kann mit einer oder mehreren Gruppen substituiert sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Alkyl, Cycloalkyl, Alkoxy, Alkenyl, Cycloalkenyl, Alkinyl, Aryl, Heteroaryl, Aldehyd, Amino, Carbonsäure, Ester, Ether, Halogenid, Hydroxy, Keton, Azid, Nitro, Silyl, Sulfoxo oder Thiol, wie hierin beschrieben.
[00054] Der Begriff „Alkinyl", wie er hierin verwendet wird, ist eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen mit einer Strukturformel, die mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindung enthält. Die Alkinylgruppe kann unsubstituiert oder mit einer oder mehreren Gruppen substituiert sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Alkyl, Cycloalkyl, Alkoxy, Alkenyl, Cycloalkenyl, Alkinyl, Aryl, Heteroaryl, Aldehyd, Amino, Carbonsäure, Ester, Ether, Halogenid, Hydroxy, Keton, Azid, Nitro, Silyl, Sulfoxo oder Thiol, wie hierin beschrieben.
[00055] Der Begriff„Ligand" oder„Metall-koordinierender Ligand", wie austauschbar hierin verwendet, ist ein Atom oder Molekül, welches über eine koordinative Bindung (veraltet auch„dative Bindung") an ein zentrales Metall-Ion binden („koordinieren") kann. Die koordinative Bindung kommt durch den Lewis-Charakter der beteiligten Bindungspartner zustande: Liganden sind Lewis-Basen (Elektronenpaar-Donatoren), Metallionen Lewis- Säuren (Elektronenpaar- Akzeptoren). Liganden werden nach ihrer Ladung klassifiziert: negativ geladene Liganden werden als X-Typ oder anionische Liganden abgekürzt (Beispiel Halogenide), während neutrale Liganden als L-Typ abgekürzt werden (Beispiel Phosphane). Liganden, die sowohl einen negative geladenen Teil als auch einen neutralen Teil enthalten, werden hierin als gemischte Liganden oder gemischt geladene Liganden bezeichnet. Die Zähnigkeit gibt an, wieviele Bindungen zum Zentralatom ein Ligand ausbilden kann. Liganden, die nur eine Bindung zum Zentralatom ausbilden, werden einzähnig oder monodentat genannt. Ammoniak (NH3, im Komplex als Ammin bezeichnet) ist beispielsweise ein einzähniger Ligand: H3N— M. Besitzt ein Ligand mehrere Koordinationsstellen, die auch gleichzeitig für die Koordination am gleichen Metallzentrum genutzt werden können, spricht man von einem Chelatliganden (griechisch chele = Krebsschere). In den hier darstellten Formeln (I) und (II) sind Li, L2, L3, L4 und L5 jeweils als ein Ligand zu verstehen. Die Koordinationsumgebung des Rhenium-Atoms in den erfindungsgemäßen Komplexen kann durch verschiedene Kombinationen von einzähnigen Liganden und/oder Chelatliganden variiert sein. Möglich sind, ohne darauf beschränkt zu sein, die folgenden Ligandenkombinationen: fünf einzähnige Liganden; ein zweizähniger Ligand und drei einzähnige Liganden; ein dreizähniger Ligand und zwei einzähnige Liganden; ein vierzähniger Ligand und ein einzähniger Ligand; ein fünfzähniger Ligand; ein zweizähniger und ein dreizähniger Ligand; und zwei zweizähnige und ein einzähniger Ligand. Bevorzugt ist die Kombination ein zweizähniger Ligand und drei einzähnige Liganden.
[00056] In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung sind
a) Li, L2, L3, L4 und L5 unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halo, Carbonyl, C1-C10 Alkyl, C1-C10 Alkoxy, Sulfid, Thiocyanat, Nitrat, Azid, Fluorid, Hydroxidion, H20, Nitrit, Isothiocyanat, Acetonitril, Pyridin, Ammoniak, Triphenylphosphin, Cyanid, Kohlenstoffmonoxid, linearen oder verzweigten, substitutierten oder unsubstitutierten Alken, das bis zu 20 Kohlenstoffatome besitzt, Benzol, Cyclopentadienyl, Nitrosyl, Oxoligand, Sulfite, Tricyclohexylphosphan, Trimethylphosphan, Tri(o-tolyl)phosphan, Cycloheptatrien, Kohlendioxid; oder
b) zwei oder drei von Li, L2, L3, L4 und L5 verknüpft um ein Molekül zu bilden, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Oxalat, Ethylenediamin, 2,2'-Bipyridin, 1,10- Phenanthrolin, Acetylacetonat, Aminopolycarbonsäuren, 1 ,2-Bis(diphenylphosphino)ethan, l,l-Bis(diphenylphosphino)methan, Diethylenetriamin, Dimethylglyoximat, Glycin, Iminodiessigsäure, Nitrilotriessigsäure, Pyrazin, Scorpion Liganden, 2,2';6',2"-Terpyridin, Triazacyclononan, Di-(2-picolyl)amin, 2,2'-dipyridylamin, tris(2-pyridylmethyl)amin, Ν,Ν,Ν',Ν'-tetramethylethylenediamin (TMEDA), N-propyl(2-pyridyl)methanimin (NPrPMI),
Figure imgf000020_0001
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wobei jedes X unabhängig voneinander H oder ein lineares oder verzweigtes Alkyl ist, das bis zu 20 Kohlenstoffatome besitzt, und
wobei LI, L2, L3, L4 und L5, die nicht mit anderen Metall-koordinierende Liganden verknüpft sind, wie in a) definiert sind.
[00057] Der Begriff „verknüpft um ein Molekül zu bilden", wie hierin verwendet, bezeichnet die Verbindung, die mindestens zwei der fünf Liganden am koordinierten Rhenium-Atom bereitstellt. Bevorzugt sind diese verknüpften Liganden indirekt über eins oder mehrere Atome verbunden, wobei alle diese Atome durch kovalente Bindungen verknüpft sind und so ein Molekül formen. Insbesondere ist es bevorzugt, dass zwei Liganden tertiäre Stickstoffatome sind, die jeweils über Doppelbindungen an die Kohlenstoffatome Cx und Cy gebunden sind, wobei Cx und Cy direkt über eine Einfachbindung verknüpft sind. Des Weiteren können die Atome Cx und Cy Teil eines zuvor beschriebenen Aryl-Systems sein.
[00058] In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung sind L4 und L5 verknüpft um ein Molekül zu bilden und sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
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wobei jedes X unabhängig voneinander H oder ein lineares oder verzweigtes Alkyl ist, das bis zu 20 Kohlenstoffatome besitzt.
[00059] In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung sind L4 und L5 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
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[00060] In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist Ri H, CH2-Phenyl oder
Figure imgf000022_0002
R2 ist H.
[00061] In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung sind R?-RÖ H; und/oder L1-L3 sind CO.
[00062] In verschiedenen Ausführungsformen richtet sich die Erfindung auf einen erfindungsgemäßen Komplex, wobei a) Ri H, CH2-Phenyl oder
Figure imgf000022_0003
ist; und
R2 H ist; und
R3-R6 H sind; und
L1-L3 CO sind; und
L4 und L5 verknüpft sind ui
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zu bilden; oder
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ist; und
R2 H ist; und
R3-R6 H sind; und L1-L3 CO sind; und
L4 und L5 verknüpft sind um
Figure imgf000023_0001
zu bilden; oder
Ri H ist; und
R2 H ist; und
R3-R6 H sind; und
L1-L3 CO sind; und
L4 und L5 verknüpft sind ui
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zu bilden; oder
Ri H, CH2-Phenyl oder
Figure imgf000023_0003
ist; und
R2 H ist; und
R3-R6 H sind; und
L1-L3 CO sind; und
L4 und L5 verknüpft sind um
zu bilden; oder
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Ri H ist; und
R2 H ist; und
R3-R5 H sind; und
L1-L3 CO sind; und L4 und L5 verknüpft sind um
Figure imgf000024_0001
zu bilden.
[00063] Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist gerichtet auf eine pharmazeutische Zusammensetzung umfassend einen erfindungsgemäßen und einen pharmazeutisch verträglichen Träger oder Hilfsstoff.
[00064] Eine„pharmazeutische Zusammensetzung" bezieht sich auf eine Mischung aus einer oder mehrerer der hierin beschriebenen Verbindungen oder physiologisch/pharmazeutisch annehmbaren Salzen oder Prodrugs davon mit anderen chemischen Komponenten, wie physiologisch/pharmazeutisch annehmbaren Trägern und Exzipienten/Hilfsstoffen. Der Zweck einer pharmazeutischen Zusammensetzung besteht darin, die Verabreichung einer Verbindung an einen Organismus zu erleichtern.
[00065] Wie hierin verwendet, bezieht sich ein „physiologisch/pharmazeutisch annehmbarer Träger" auf einen Träger oder ein Verdünnungsmittel, das keine signifikante Reizung eines Organismus verursacht und die biologische Aktivität und Eigenschaften der verabreichten Verbindung nicht aufhebt.
[00066] Ein„pharmazeutisch annehmbarer Exzipient/Hilfsstof ' bezieht sich auf eine inerte Substanz, die zu einer pharmazeutischen Zusammensetzung zugegeben wird, um die Verabreichung einer Verbindung weiter zu erleichtern. Beispiele ohne Beschränkung umfassen Calciumcarbonat, Calciumphosphat, verschiedene Zucker und Arten von Stärke, Cellulosederivate, Gelatine, pflanzliche Öle und Polyethylenglykole.
[00067] Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff„pharmazeutisch annehmbares Salz" auf jene Salze, die die biologische Wirksamkeit und Eigenschaften der Ausgangsverbindung beibehalten. Solche Salze umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: (1) ein Säureadditionssalz, das durch Umsetzung der freien Base der Ausgangsverbindung mit anorganischen Säuren wie Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure und Perchlorsäure und dergleichen oder mit organischen Säuren wie Essigsäure, Oxalsäure, (D) oder (L) Apfelsäure, Maleinsäure, Methansulfonsäure, Ethansulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure, Salicylsäure, Weinsäure, Zitronensäure, Bernsteinsäure oder Malonsäure und dergleichen, vorzugsweise Salzsäure oder (L) - Milchsäure; oder (2) Salze, die gebildet werden, wenn ein in der Ausgangsverbindung vorhandenes saures Proton entweder durch ein Metallion ersetzt wird, wie ein Alkalimetallion, wie Natrium oder Kalium, ein Erdalkalimetall, wie Magnesium oder Calcium, oder ein Aluminiumion; oder (3) koordiniert mit einer organischen Base wie Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Tromethamin, N-Methylglucamin und dergleichen.
[00068] Zusätzlich wird in Betracht gezogen, dass Verbindungen der Erfindung durch Enzyme im Körper des Organismus, wie zum Beispiel ein Mensch, metabolisiert werden, um einen Metaboliten zu erzeugen, der die gewünschte Funktionalität aufweist. Solche Metaboliten liegen im Rahmen der vorliegenden Erfindung.
[00069] „Behandlung" und„behandeln" beziehen sich auf eine Methode zur Linderung oder Aufhebung einer Krankheit oder Störung und/oder ihrer damit verbundenen Symptome.
[00070] „Organismus" bezieht sich auf jede Lebewesen, die aus mindestens einer Zelle besteht. Ein lebender Organismus kann so einfach sein, wie z. B. eine einzelne eukaryotische Zelle oder so komplex wie ein Säugetier, einschließlich eines Menschen.
[00071] „Therapeutisch wirksame Menge" bezieht sich auf die Menge der verabreichten Verbindung, die bis zu einem gewissen Grad ein oder mehrere der Symptome der zu behandelnden Störung entlasten wird.
[00072] In einem dritten Aspekt ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf einen erfindungsgemäßen Komplex zur Verwendung als Medikament.
[00073] Der Begriff „Medikament" oder„Arzneimittel", wie er hierin austauschbar verwendet wird, soll jede Substanz (d.h. eine Verbindung oder Zusammensetzung von Materie) einschließen, die bei Verabreichung an einen Organismus (Mensch oder Tier) eine gewünschte pharmakologische und/oder physiologische Wirkung durch lokale Injektion und/oder systemische Maßnahmen hat. Der Begriff umfasst daher Substanzen, die traditionell als Wirkstoffe, Arzneimittel und bioaktive Mittel sowie Biopharmazeutika (z. B. Peptide, Hormone, Nukleinsäuren, Genkonstrukte usw.) betrachtet werden, die typischerweise eingesetzt werden, um eine Anzahl von Zuständen zu behandeln, die weitgehend als Krankheiten, Störungen, Infektionen und dergleichen definiert sind.
[00074] Pharmazeutische Verabreichungsformen, Stoffmengen zur Behandlung der hierin beschriebenen Krankheiten und Symptome sowie die Zeitintervalle zwischen den Applikationen sind im Stand der Technik bekannt. Diesbezüglich wird auf das Europäische Patent EP2226329 Bl Bezug genommen, und insbesondere auf den Abschnitt „Administration and Pharmaceutical Composition" (Absätze [0044]-[0080]), der hiermit ausdrücklich durch Referenz in die vorliegende Beschreibung aufgenommen ist.
[00075] Ein vierter Aspekt der Erfindung ist gerichtet auf einen erfindungsgemäßen Komplex zur Verwendung in der Behandlung einer bakteriellen Infektion oder eines bakteriellen Befalls, wobei die bakterielle Infektion oder der bakterielle Befall durch ein Gram-positives Bakterium hervorgerufen wird.
[00076] Der Begriff „Infektion" oder„bakterielle Infektion", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Anwesenheit von Bakterien, in oder auf einem Subjekt, deren Hemmung zu einem Nutzen für das Subjekt führen würde. Als solches bezieht sich der Begriff„Infektion" zusätzlich zur Bezugnahme auf die Anwesenheit von Bakterien auch auf die normale bakterielle Flora, deren Hemmung nicht erwünscht ist. Der Begriff„Infektion" oder„bakterielle Infektion" umfasst auch Infektionen, die durch Gram-positive und Gramnegative Bakterien verursacht werden. Eine Infektion kann auch als eine Sammlung von Bakterien in einem Subjekt verstanden werden, wobei eine solche Sammlung von Bakterien in einem gesunden Referenzsubjekt nicht oder in einer signifikant verringerten Menge vorhanden ist.
[00077] Der Begriff„bakterieller Befall", wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine Ansammlung von Bakterien auf oder in dem Körper eines Subjekts, ohne dass das Gewebe oder Körperteil auf oder in dem sich die Bakterienansammlung befindet direkt verändert wird oder dass die Bakterien in dieses Gewerbe oder Körperteil eindringen können. Bei einem solchen Gewebe oder Körperteil kann es sich beispielsweise, ohne die Erfindung jedoch darauf einschränken zu wollen, um Haare, Haut oder Zähne handeln.
[00078] In verschiedenen Ausführungsformen ist das Gram-positive Bakterium ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Bacillus oder Staphylococcus .
[00079] „Gram-positive Bakterien", oder auch „Firmicutes", echte Bakterien"
(Bacteria, Eubakterien), sind Bakterien, die eine Gram-positive Zellwand (Bakterienzellwand,
Gram-Färbung) besitzen oder nach molekulargenetischen Untersuchungen (16S-rRNA) miteinander verwandt sind. Phylogenetisch lassen sich 2 Hauptlinien unterscheiden: 1) die
Formen mit niedrigem G+C-Gehalt in der DNA (Bacillus/Clostridium-G ppe mit den
Untergruppen: BacillusILactobacilluslStreptococcus, Heliobacterium, Mollicutes (zellwandlose Bakterien und Verwandte) sowie der Synthrophomonas/Thermoanaerobacter- Linie und 2) die Formen mit hohem G+C-Gehalt. In der ersten Hauptlinie werden die meisten einzelligen, kokkenförmigen, zellwandlosen Bakterien sowie die nicht-sporenbildenden stäbchenförmigen Arten und die Sporenbildner eingeordnet (Clostridiaceae). Zur 2. Hauptlinie gehören die Actinomyceten und verwandten Organismen, einschließlich der coryneformen Bakterien, Mykobakterien und Nocardien. Gram-positive Bakterien umfassen folgende Klassen, sind aber nicht auf diese beschränkt: Staphylococci, Streptococci, Pneumococci, Enterococci, Baciüi, Clostridia, Cory neb acter ium, Listeria und Actinomyces .
[00080] In einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf ein Verfahren zur Herstellung eines Komplexes, der die Struktur der Formel (II) besitzt
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wobei
Ri, R3, R4, R5 und R6 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstituiertes Alkyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Alkenyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkenyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Alkynyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkynyl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Cycloalkyl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heterocycloalkyl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Aryl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroaryl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Alkylaryl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkylaryl, wobei jede dieser Gruppen bis zu 20 Kohlenstoffatome besitzt; und
Li, L2, L3, L4 und L5 unabhängig voneinander Metall-koordinierende Liganden sind, die aus der Gruppe ausgewählt sind bestehend aus neutralen Liganden, anionischen Liganden und gemischte Liganden; umfassend in-Kontakt-bringen einer Verbindung, die die Struktur der Formel (III) besitzt
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(III)
mit einer Verbindung, die die Struktur der Formel (IV) besitzt
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um den Komplex, der die Struktur der Formel (II) besitzt, zu bilden.
[00081] Der Begriff „Kontaktieren" oder „ in Kontakt bringen", wie sie hierin austauschbar verwendet werden, beziehen sich allgemein auf den Zugang von einer Komponente, einem Reagens, einem Analyten oder einer Probe zu einem anderen. Zum Beispiel kann das In-Kontakt-bringen das Mischen einer Lösung umfassen. Diese Lösung, die eine Komponente, ein Reagens, einen Analyten oder eine Probe umfasst, kann auch eine andere Komponente oder ein Reagens wie Dimethylsulfoxid (DMSO), ein Detergens oder menschliches Serumalbumin umfassen, was das Mischen, die Wechselwirkung, die Aufnahme oder ein anderes physikalisches oder chemisches Phänomen, das vorteilhaft ist, erleichtert. Bevorzugt findet das„In-Kontakt-bringen" in einer flüssigen Umgebung statt.
[00082] Bedingungen um das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren auszuführen, insbesondere zur Darstellung der Verbindungen (III) und (IV), sind dem Fachmann bekannt. In bevorzugten Ausführungsformen werden die Verbindungen (III) und (IV) unter Schutzgas (N2) im molaren Verhältnis von 1 : 1 in Toluol oder THF gelöst und 24 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt und das Rohprodukt (Verbindung (II)) wird durch Säulenchromatographie an Kieselgel gereinigt. Die Verbindung (II) kann weiter zu Verbindung (I) umgesetzt werden. Entsprechende Reaktionen sind dem Fachmann bekannt. [00083] Ein sechster Aspekt der Erfindung ist gerichtet auf ein Verfahren zur Identifizierung eines Moleküls, das mit einem erfindungsgemäßen Komplex interagiert, umfassend a) bereitstellen eines erfindungsgemäßen Komplex, wobei R5 eine Linkergruppe ist, und b) immobilisieren des Komplex von a) an einem festen Träger, wobei der feste Träger den Komplex über die Linkergruppe bindet;
c) in-Kontakt-bringen des immobilisierten Komplex mit einer Lösung, die die Moleküle von Interesse umfassen; und
d) ablösen der Moleküle, die mit dem immobilisierten Komplex interagieren, und
identifizieren dieser Moleküle.
[00084] In verschiedenen Ausführungsformen ist die Linkergruppe
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(Biotin), und der feste Träger umfasst Avidin und/oder Streptavidin.
[00085] Der Begriff „Immobilisieren", wie er in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, bezieht sich auf die Befestigung oder Adhärenz eines oder mehrerer Biomoleküle an die aktivierte Oberfläche eines festen Trägers, einschließlich der Befestigung oder der Haftung an der aktivierten inneren Oberfläche des Trägers falls dieser porös ist.
[00086] „Fester Träger", wie hier verwendet, bezieht sich auf jede feste Oberfläche, an die die Verbindungen der Erfindung gebunden werden können, wie beispielsweise Latexbeads, Dextranbeads, Polystyroloberflächen, Polypropylenoberflächen, Polyacrylamidgel, Goldoberflächen, Glasoberflächen und Siliziumscheiben.
[00087] Der Begriff „Linkergruppe", wie hierin verwendet, bezieht sich auf jedes Mittel oder Molekül, das die erfindungsgemäßen Verbindungen und den festen Träger verbindet. In bevorzugten Ausführungsformen sind alle Molekülbindungen sowohl innerhalb der Linkergruppe als auch zu den erfindungsgemäßen Verbindungen und dem festen Träger kovalent und unter den Bedingungen des Identifizierungs Verfahrens stabil.
[00088] Der Begriff „Avidin", wie hierin verwendet, bedeutet jede Biotin-bindende Verbindung, wie Avidin, Streptavidin, jedes modifizierte oder mutierte Avidin, das durch Labortechniken hergestellt wird, die in der Lage sind, Biotin oder ein funktionelles Äquivalent von Biotin zu binden. Streptavidin ist eine spezielle Unterform von Avidin.
[00089] Der Begriff „Streptavidin", wie hierin verwendet, umfasst Wildtyp- Streptavidin, Streptavidin-Muteine und Streptavidin-ähnliche Polypeptide, sofern im Einzelfall nichts anderes angegeben ist. Als Wildtyp-Streptavidin (wt-Streptavidin) wird die Aminosäuresequenz, die von Argarana et al, Nucleic Acids Res. 14 (1986) 1871-1882 bezeichnet. Streptavidin-Muteine sind Polypeptide, die sich von der Sequenz des Wildtyp- Streptavidins durch eine oder mehrere Aminosäuresubstitutionen, Deletionen oder Additionen unterscheiden und die die Bindungseigenschaften von wt-Streptavidin beibehalten. Streptavidin-artige Polypeptide und Streptavidin-Muteine sind Polypeptide, die im Wesentlichen immunologisch äquivalent zu Wildtyp-Streptavidin sind und insbesondere Biotin-, Biotin-Derivat- oder Biotin- Analoga mit der gleichen oder unterschiedlichen Affinität wie wt-Streptavidin binden können. Streptavidin-ähnliche Polypeptide oder Streptavidin- Muteine können Aminosäuren enthalten, die nicht Teil des Wildtyp-Streptavidins sind oder nur einen Teil des Wildtyp-Streptavidins enthalten können.
[00090] Der Begriff Streptavidin umfasst auch Streptavidin-Tetramere und Streptavidindimere, insbesondere Streptavidin-Homotetramere, Streptavidin-Homodimere, Streptavidin-Heterotetramere und Strepavidin-Heterodimere. Jede Untereinheit hat normalerweise eine Bindungsstelle für Biotin- oder Biotin-Analoga oder für Streptavidin- bindende Peptide.
[00091] Beispiele für Streptavidine oder Streptavidin-Muteine sind in WO 86/02077, DE 19641876 AI, U.S. Pat. Nr. 6,022,951, WO 98/40396 und WO 96/24606 offenbart.
[00092] Der Begriff „mindestens 1", wie hierin verwendet, bezieht sich auf 1 oder mehr, 2 oder mehr, 3 oder mehr, 4 oder mehr, 5 oder mehr, 6 oder mehr, 7 oder mehr, 8 oder mehr, 9 oder mehr, 10 oder mehr, 100 oder mehr oder 1000 oder mehr.
BEISPIELE
Materialien und Methoden Materialien [00093] Alle verwendeten Chemikalien wurden in Reagenz- oder Analytik-Qualität von kommerziellen Anbietern gekauft und ohne weitere Reinigung verwendet. Lösungsmittel wurden entweder wie gekauft oder getrocknet (Molekularsieb) verwendet. Alle Reaktionen wurden mit Standard Schlenk-Techniken unter Schutzgas (N2) durchgeführt, wenn nicht anders beschrieben. !H, ^C^H} und 31P NMR Spektren wurden auf den Bruker- Spektrometern DPX 200 (!H: 200 MHz, 13C: 50 MHz), DPX 250 (!H: 250 MHz, 13C: 63 MHz, 31P: 101 MHz) oder DRX 400 (!H: 400 MHz, 13C: 100 MHz) aufgezeichnet. Chemische Verschiebungen δ werden in ppm vs TMS (1H 13C) oder H3PO4 (31P) angegeben. Lösungsmittelpeaks der deuterierten Lösungsmittel wurden als sekundäre Referenz verwendet. Die folgenden Abkürzungen für die Multiplizität werden verwendet: s (Singulett), d (Dublett), dd (Double Dublett), t (Triplett), m (Multiplett), br (breit). IR-Spektren wurden auf einem Bruker Tensor 27 FT-IR Spektrometer aufgezeichnet, das mit einer ATR (attenuated total reflexion) Einheit ausgestattet ist. Massenspektren wurden auf einem Bruker Esquire 6000 Spektrometer unter Verwendung einer Elektrospray-Ionisationsquelle (ESI) aufgenommen. Röntgenbeugungs-Experimente an geeigneten Kristallen wurden unter Verwendung eines Rigaku Mercury 375 R/MCCD (XtaLAB mini) oder Oxford Xcalibur2 (ΜοΚα, λ = 0,71073 Ä) durchgeführt. Die Strukturen wurden durch direkte Methoden (ShelXS) gelöst und gegen F2 verfeinert (alle Reflexe, ShelXL97 und ShelXL2014). Wasserstoffatome wurden an berechneten Positionen zugefügt. Für die Strukturlösungen der Verbindungen 4c und 6a wurde das Programmpaket PLATON zur Behandlung stark fehlgeordneter Lösungsmittelmoleküle verwendet (SQEEZE).
Photophysikalische Messungen
[00094] Alle Lösungsmittel, die für photophysikalische Messungen verwendet wurden, waren von spektroskopischer Qualität und wurden wie erhalten verwendet. Zur Entgasung von Lösungsmitteln wurden mindestens 3 aufeinanderfolgende Freeze-pump-Thaw Durchgänge durchgeführt. Absorptionsspektren wurden entweder auf einem Jasco V-770 UV- VIS-NIR Photometer oder einem Varian Cary 100 UV- VIS Spektrophotometer aufgenommen. Steady- State-Emissionsspektren wurden auf einem Jasco FP-8300 Spektrofluorimeter aufgezeichnet. Die Emissionsspektren wurden für die spektrale Empfindlichkeit des Nachweissystems korrigiert. Die Lumineszenzlebensdauer wurde mit einem FluoTime 200 TCSPC-System, bestehend aus einer LDH-P-C-405 Laserdiode mit einem PDL 800-B Lasertreiber und einem luftgekühltem PMT-Detektor (PMA-Serie, PicoQuant), bestimmt. Die erhaltenen Daten wurden mit der FluoFit Softwarepaket (PicoQuant) analysiert. Zur Bestimmung des Quantenausbeute wurde der Ansatz von Demas und Crosby45 verwendet und Ru(bipy)3Cl2 in Wasser (φ = 0,044)46 und Chininsulfat in H2S04 (Φ = 0,54)47 dienten als Referenzverbindungen. Quantenausbeuten der untersuchten Verbindungen wurden im Vergleich zu den Referenzverbindungen gemäß der folgenden Gleichung berechnet:
Figure imgf000032_0001
[00095] Die Indizes„X" und„Re ' geben die zu untersuchende Verbindung und die Referenzen an. Θ ist die Quantenausbeute, η steht für den Brechungsindex des Lösungsmittels. G wird durch Auftragen der Absorption einer Reihe von Verdünnungen (Absorption <0,1) gegen die integrierte Emissionsintensität bestimmt. G wird als Gradient einer linearen Approximation der geplotteten Daten erhalten.
Bestimmung der minimalen inhibitorischen Konzentration (MHK)
[00096] Minimale Hemmkonzentrationen (MHK) wurden gegen die Gram-positiven Stämme Bacillus subtilis DSM 402, Staphylococcus aureus DSM 20231 und Staphylococcus aureus ATCC 43300 (MRSA) bestimmt. Als Gram-negative Stämme wurden Escherichia coli DSM 30083, Acinetobacter baumannii DSM 30007 und Pseudomona aeruginosa DSM 50071 verwendet. E. coli, A. baumannii, S. aureus und B. subtilis wurden in Mueller-Hinton- Flüssigmedium gezüchtet, während P. aeruginosa in Mueller-Hinton II Flüssigmedium gezüchtet wurde. Die Verbindungen wurden in DMSO und in Lösungen von 10 mg/ml gelagert. Serielle Verdünnung wurde mit einem Tecan Freedom Evo 75 Liquid Handling Workstation durchgeführt (endgültige Konzentrationen 0,5 bis 512 μg/ml). Serielle Verdünnungen wurden mit 5x 105 Bakterien/ml aus spät-exponentiellen Kulturen (Gesamtvolumen 200 μΐ pro Vertiefung) inokuliert. Zellen wurden für 16- 18h bei 37° C inkubiert. Die niedrigste Konzentration, die sichtbares bakterielles Wachstum verhindert, wird als MHK angegeben.
Synthese [00097] 2-Azidoanilin wurde aus Anilin über eine milde Kupfer-katalysierte Azidierungsreaktion nach Jiao und Mitarbeitern hergestellt. Die erhaltenen analytischen Daten entsprechen den Literaturwerten.48
Reduktive Aminierung mit 2-Azidoanilin und aromatischen Aldehyden
[00098] Allgemeine Vorgehensweise: Nach einem modifizierten Verfahren von Shah et al.49 wurden 2-Azidoanilin (1 Äq.) und ein entsprechendes aromatisches Aldehyd (1 Äq.) in 1,2-Dichlorethan unter Stickstoff Atmosphäre gelöst. Anschließend wurde Natriumtriacetoxyborhydrid (1,4 Äq.) in kleinen Portionen zugegeben und die resultierende Lösung für 24h bei Raumtemperatur gerührt. Die Reaktionen wurden durch Zugabe von konzentrierter wässriger NaHCCb-Lösung gequencht und die resultierende Suspension wurde mit Dichlormethan extrahiert. Die organische Phase wurde über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum konzentriert. Das Rohprodukt wurde durch Säulenchromatographie an Kieselgel unter Verwendung einer Mischung von Petrolether (PE) und Ethylacetat (EtOAc) gereinigt.
[00099] lb: Das allgemeine Verfahren mit 2-Azidoanilin (200 mg, 1,49 mmol), Benzaldehyd (158 mg, 1,49 mmol) und 442 mg Natriumtriacetoxyborhydrid (2,1 mmol) wurde verwendet. Nach der Reinigung durch Säulenchromatographie an Kieselgel (PE: EtOAc 25: 1) wurde als Produkt ein braunes Öl (190 mg, 57%) erhalten. C13H12N4 (224.27 g/mol). R/(Si02, PE:EtOAc 25: 1, Detektion: UV) = 0.5. !H NMR (200 MHz, CDCI3) δ [ppm] = 7.28-7.18 (m 5H), 6.99-6.88 (m, 2H), 6.72-6.66 (m, 1H), 6.58-6.54 (m, 1H) 4.48 (br s, 1H, NH), 4.35 (s, 2H, CH2). 13C NMR (50.3 MHz, CDCb) δ [ppm] = 139.8, 139.1, 128.8, 127.5, 127.4, 126.0, 124.8, 118.0, 117.5, 111.3, 48.0.
[000100] lc: Das allgemeine Verfahren mit 2-Azidoanilin (350 mg, 2,6 mmol), 2,4,6- Trimethylbenzaldehyd (385 mg, 2,6 mmol) und Natriumtriacetoxyborhydrid (785 mg, 3,6 mmol) wurde verwendet. Nach Säulenchromatographie (S1O2, PE:EtOAc 20: 1) wurde das Produkt als beiger Feststoff erhalten (410 mg, 58%). Ci6Hi8N4 (266.35 g/mol). Rf (S1O2, PE:EtOAc 20: 1, Detektion: UV) = 0.6. lü NMR (250 MHz, CDCI3) δ [ppm] = 7.15-7.08 (m, 1H), 7.06-7.02 (m, 1H), 6.91 (s, 2H), 6.81 (s, 1H), 6.78 (s, 1H), 4.19 (s, 2H, CH2), 2.34 (s, 6H, 2xCH3), 2.30 (s, 3H, CH3). 13C NMR (62.5 MHz, CDCI3) δ [ppm] = 140.0, 137.7, 137.5, 131.7, 129.3, 126.1, 124.9, 118.0, 117.5, 42.5, 21.1, 19.6. IR (ATR) v= 3376 (m), 2868 (m), 2126 (s), 1579 (s), 1424 (s), 888 (s), 858 (m).
Hestellung der Phosphinimine 2a-2c [000101] Allgemeines Verfahren: Azidoanilin oder seine Derivate wurden in Toluol gelöst. Innerhalb von 10 Minuten wurde eine Lösung von Triphenylphosphin (1,02 Äq.) in Toluol über eine Spritze zugegeben. Die Lösung wurde bei Raumtemperatur für 24 h gerührt. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt und das Rohprodukt wird durch Säulenchromatographie an Kieselgel gereinigt.
[000102] 2a: Das allgemeine Verfahren wurde mit 2-Azidoanilin (224 mg, 1,67 mmol) und PPh3 (440 mg, 1,7 mmol) durchgeführt. Nach Säulenchromatographie (S1O2, Gradient Hexan:EtOAc 4: 1 bis 0: 1) wurde das Produkt als oranger kristalliner Feststoff (550 mg, 89%) erhalten. C24H2iN2P (368.42 g/mol), !H NMR (250 MHz, CDC13) δ [ppm] = 7.82-7.72 (m, 6H), 7.56-7.42 (m, 9H), 6.75-6.70 (m, 1H), 6.60-6.52 (m, 1H), 6.41-6.31 (m, 2H), 4.36 (br s, 2H, NH2). 13C NMR (63 MHz, CDC13) δ [ppm] = 141.9 (d, 3JCp =20.4 Hz, C-NH2), 137.8 (CAnüm), 132.7 (d, 2JCp = 9.7 Hz, 6x Cortho ), 131.8 (d, 4JCp = 2.9 Hz, 3x Cpam), 131.3 (d, Ufr» = 99.7 Hz, 3x C-P), 128.7 (d, 3JCp = 12 Hz, 6x Cmeta), 120.4 (d, J = 9.1 Hz), 118.5 (CAniiin), 118.2 (CAniiin), 114.2 (CAniiin). 31P NMR (101 MHz, CDC13) δ [ppm] = 4.8. MS (ESI+): m/z = 368.96 [M+H]+. IR (ATR) v = 3453 (m), 3351 (m), 3053 (m), 1595 (s), 1493 (s), 1435 (s), 1250 (s), 1104 (s), 690 (s).
[000103] 2b: Das allgemeine Verfahren wurde mit 2-Azido-N-benzylanilin (200 mg, 0,90 mmol) und PPh3 (239 mg, 0,91 mmol) durchgeführt. Nach Säulenchromatographie (PE:EtOAc 4: 1) wurde das Produkt als oranger Feststoff (310 mg, 76%) erhalten. C3iH27N2P (458,54 g/mol). R/ (Si02, PE:EtOAc 4: 1 , Detektion: UV) = 0.3. lU NMR (250 MHz, CDC13) δ [ppm] = 7.91-7.80 (m, 6H), 7.65-7.48 (m, 11H), 7.45-7.28 (m, 3H), 6.67-6.57 (m, 2H), 6.50-6.44 (m, 1H) 6.37-6.29 (m, 1H), 5.50 (br s, 1H, NH), 4.54 (s, 2H, CH2). 13C NMR (63 MHz, CDC13) δ [ppm] = 144.1 (d, 3JCp =19.8 Hz, C-NH), 141.7 (Cphenyi), 137.8 (CAniiin), 133.0 (d, 2JCp = 9.7 Hz, 6x Cortho), 132.3 (d, 4JCp = 2.9 Hz, 3x Cpam), 131.7 (d, lJcv = 99.6 Hz, 3x C- P), 129.2 (d, 3JCp = 11.9 Hz, 6x Cmeta), 128.9 (Cphenyl), 127.7 (Cphenyl), 127.2 ( ^), 119.4 (d, , J = 9.3 Hz), 118.9 (CAniiin), H6.7 (CAniiin), 109.6 (CAniiin), 48.9 (CH2).31P NMR (101 MHz, CDC13) δ [ppm] = 4.6. MS (ESI+): m z = 458.9 [M+H]+. IR (ATR) v = 3022 (m), 1736 (m), 1569 (s), 1495 (s), 1417 (s), 1364 (m), 1302 (m), 1229 (m), 736 (m).
[000104] 2c: Das allgemeine Verfahren wurde mit 2-Azido-N-(2,4,6-
Trimethylbenzyl)anilin (272 mg, 1 mmol) und PPh3 (265 mg, 1,02 mmol) durchgeführt. Nach
Säulenchromatographie (Gradient Hexan:EtOAc 4: 1) wurde das Produkt als gelber Feststoff erhalten (370 mg, 72%). C34H33N2P (500,24 g / mol). !H NMR (250 MHz, CD2C12) δ [ppm] =
7.70-7.60 (m, 6H), 7.56-7.49 (m, 4H), 7.44-7.36 (m, 5H), 6.89 (s, 2H), 6.69-6.59 (m, 2H), 6.33-6.21 (m, 2H), 4.24 (s, 2H), 2.36 (s, 6H, 2x CH3), 2.30 (s, 3H, CH3). 13C NMR (50 MHz, CD2CI2) δ [ppm] = 145.0 (J = 19.0 Hz), 137.6, 137.5, 136.8, 134.2, 132.8 (2JCp = 9.5 Hz, 6x Cortho), 132.1 (d, 4JCp = 2.8 Hz, 3x Cpara), 131.5 (d, P = 99.0 Hz, 3x C-P), 129.3, 128.9 (d, 3JCP = 12.0 Hz, 6x Cmeta), 119.1 (d, j = 8.5 Hz), 118.9, 116.5, 109.6, 43.7 (CH2) ,21.3 (CH3) ,19.8 (2x CH3). 31P NMR (101 MHz, CDCI3) δ [ppm] = 3.1. MS (ESI+): m/z = 501.0 [M+H]+, 522.9 [M+Na]+. IR (ATR) v = 1583 (m), 1510 (m), 1423 (m), 1312 (m), 1264 (s), 1108 (s), 1021 (m), 862 (m), 717 (s), 694 (s).
Herstellung von Re(CO)4(NHC)Br Komplexen
[000105] Allgemeines Verfahren: Unter N2 werden Phosphinimin (1 Äq.) und Re(CO)5Br (1 Äq.) in Toluol oder THF gelöst und 24 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt und das Rohprodukt wird durch Säulenchromatographie an Kieselgel gereinigt.
[000106] 3a: Das allgemeine Verfahren wurde mit Phosphinimin 2a (200 mg, 0,54 mmol) und Re(CO)5Br (220 mg, 0,54 mmol) verwendet. Das Produkt wurde als beiger Feststoff erhalten (230 mg, 86%). CnH6N204ReBr (496.29 g/mol). R/ (Si02, Hexan:EtOAc 9: 1, Detektion: UV) = 0.2. !H NMR (200 MHz, CDCI3) δ [ppm] = 10.41 (s, 2H, NH), 7.57- 7.50 (m, 2H, HBim), 7.42-7.35 (m, 2H, HBim). 13C NMR (50 MHz, CD2CI2) δ [ppm] = 187.5 (CO), 185.7 (CO), 185.4 (CO), 171.9 (Ccarben), 133.8 (CBim), 124.9 (CBim), 112.1 (CBim). IR (ATR) v = 3354 (m), 3292 (m), 2103 (m), 1977 (s), 1907 (s), 1887 (s), 1451 (s), 724 (s).
[000106] 3b: Das allgemeine Verfahren wurde mit Phosphinimin 2b (126 mg, 0,28 mmol) und Re(CO)5Br (112 mg, 0,28 mmol) verwendet. Das Produkt wurde als beiger Feststoff erhalten (137 mg, 85%). Ci8Hi2N204ReBr. (586.42 g/mol). R/ (Si02, Hexan:EtOAc 4: 1, Detektion: UV) = 0.4. !H NMR (200 MHz, CDCI3) δ [ppm] = 11.35 (s, 1H, NH), 7.54- 7.50 (m, 1H, HPh), 7.36-7.21 (m, 6H, HPh+HBim), 7.04-7.00 (m, 2H, HBim), 5.67 (s, 2H, CH2). 13C (50 MHz, CDCI3) δ [ppm] = 186.1 (CO), 185.7 (CO), 184.6 (CO), 175.9 (Ccarben), 135.0 (CBim), 134.9 (CBim), 133.5 (Cph), 129.3 (Ca), 128.4 (Ca), 126.1 (Ca), 124.7 (CBim), 124.3 (CBim), 112.1 (CBim), 111.5 (CBim), 51.8 (CH2). IR (ATR) v = 3275 (w), 2105 (s), 1972 (s), 1915 (s), 1748 (m), 1728 (m), 1433 (m), 1370 (m), 1228 (m), 723 (m), 670 (m).
[000107] 3c: Das allgemeine Verfahren wurde mit Phosphinimin 2c (370 mg, 0,74 mmol) und Re(CO)5Br (300 mg, 0,74 mmol) in THF verwendet. Das Produkt wurde als beiger Feststoff erhalten (270 mg, 58%). C2iHi8N204ReBr (628.5 g/mol). Rf (Si02, Hexan:EtOAc 9:1, Detektion: UV) = 0.3. lü NMR (200 MHz, CDC13) δ [ppm] = 11.27 (s, 1H, NH), 7.48-7.44 (m, 1H, HBim), 7.23-7.18 (m, 1H, HBim), 7.02-6.97 (m, 1H, HBim), 6.94 (s, 2H, HPh), 6.47-6.40 (m, 1H, HBim), 5.70 (s, 2H, CH2), 2.34 (s, 3H, CH3), 2.23 (s, 6H, 2xCH3). 13C NMR (50 MHz, CDC13) δ [ppm] = 186.2 (CO), 186.1 (CO), 185.1 (CO), 175.8 (Ccarbene), 139.1 (Ca), 137.9 (Ca), 134.4 (CBim), 133.7 (CBim), 130.2 (Ca), 127.3 (Ca), 124.2 (CBim), 123.9 (CBim), 112.2 (CBim), 111.8 (CBim), 51.1 (CH2), 21.2 (CH3), 20.4 (2x CH3). IR (ATR) v = 3280 (w), 2923 (w), 1982 (s), 1918 (s), 1494 (m), 1429 (m), 1338 (m), 1260 (m), 1193 (m), 720 (m).
Herstellung von [Re(CO)3(NHC)L]+ Komplexen
[000108] Allgemeines Verfahren: Rheniumkomplexe 3a-3c (1 Äq.) und der entsprechende Bisiminligand (1,05 Äq.) werden in Toluol gelöst/suspendiert und bei 100° C für 4 h gerührt. Nach dem Abkühlen auf Umgebungstemperatur wird der gelbliche Niederschlag durch Filtration isoliert, intensiv mit kaltem Ether gewaschen und im Vakuum getrocknet, um das Produkt in hoher Reinheit zu erhalten. In den Fällen, in denen die Produkte nicht sofort präzipitieren, kann kalter Ether hinzugefügt werden, um die Fällung zu erleichtern.
[000109] 4a: Das allgemeine Verfahren wurde mit Komplex 3a (100 mg, 0,2 mmol) und 2'2-Bipyridin (32,8 mg, 0,21 mmol) durchgeführt. Das Produkt wurde als gelber Feststoff (100 mg, 80%) erhalten. C20Hi4N4O3ReBr (624.46 g/mol) . !H NMR (400 MHz, DMSO[^]) δ [ppm] = 12.73 (s, 2H, NH), 9.25 (d, J = 5 Hz, 2H, HBipy), 8.71 (d, J = 8.1 Hz, 2H, HBipy), 8.33 (td, J = 7.8 Hz, 1 Hz, 2H, HBipy), 7.84 (m, 2H, HBipy), 7.41 (dd, J = 6.0 Hz, 3.0 Hz, 2H, Hßim), 7.22 (dd, J = 6.0 Hz, 3.0 Hz, 2H, HBim). 13C NMR (100 MHz, DMSO^]) δ [ppm] =
196.1 (CO), 192.8 (CO), 180.7 (Ccarbene), 155.0 (Cßrpy), 154.1 (Cßipy), 140.2 (CBim), 133.0
(CBipy), 128.2 (CBim), 124.5 (Cßipy), 123.5 (Cßipy), 111.7 (CBim). MS (ESI+): m/z = 544.8 [M- Br]+. IR (ATR) v = 3646 (w), 3061 (m), 2019 (s), 1914 (s), 1890 (s), 1446 (s), 759 (s).
[000110] 5a: Das allgemeine Verfahren wurde mit Komplex 3a (26 mg, 0,05 mmol) und Phenanthrolin (11 mg, 0,059 mmol) durchgeführt. Das Produkt wurde als gelber Feststoff erhalten (25 mg, 75%). C22Hi4N403ReBr (648.49 g/mol). !H NMR (400 MHz, DMSO[^]) δ [ppm] = 12.71 (s, 2H, NH), 9.68 (d, J = 4.8 Hz, 2H, HPhen), 8.97 (d, J = 8.2 Hz, 2H, HPhen), 8.28 (2, 2H, Hphen), 8.20 (dd, J= 8.2, 5.2 Hz, 2H, HPhen), 7.32 (dd, J = 6.0, 3.2 Hz, 2H, HBim), 7.15 (dd, J= 6.0, 3.2 Hz, 2H, HBim). 13C NMR (100 MHz, DMSO[A]) δ [ppm] = 196.1 (CO),
192.8 (CO), 180.7 (Ccarben), 155.0 (Cphen), 154.6 (Cphen), 139.3 (Cphen), 132.9 (CBim), 130.4
(Cphen), 127.8 (Cphen), 126.8 (Cphen), 123.4 (CBim), 111.6 (CBim). MS (ESI+): m/z = 568.8 [M- Br]+. IR (ATR) v = 3105 (w), 2025 (s), 1920 (s), 1887 (s), 1374 (m), 842 (m), 748 (m). [000111] 6a: Das allgemeine Verfahren wurde mit Komplex 3a (50 mg, 0,1 mmol) und 4,4'-Di-tert-butyl-2,2'-bipyridin (28 mg, 0,105 mmol) durchgeführt. Das Produkt wurde als gelber Feststoff erhalten (62 mg, 83%). C28H3oN403ReBr (736.67 g/mol). !H NMR (400 MHz, DMSO[< i]) δ [ppm] = 12.70 (s, 2H, NH), 9.11 (d, J = 5.8 Hz, 2H, HBiPy), 8.69 (s, 2H, HBipy), 7.81 (d, J = 4.6 Hz, 2H, HBipy), 7.43 (m, 2H, HBim), 7.22 (m, 2H, HBim), 1.42 (s, 18H, HtBu). 13C NMR (100 MHz, DMSO^]) δ [ppm] = 196.2 (CO), 192.8 (CO), 180.9 (Ccarben), 164.2 (Cßipy), 155.1 (CBipy), 153.6 (CBipy), 133.0 (CBim), 124.9 (CBim), 123.4 (CBipy), 121.7 (CBipy), 111.7 (CBim), 35.7 (CtBu), 29.9 (6x CH3). MS (ESI+): m/z = 656.9 [M-Br]+. IR (ATR) v = 2967 (m), 2016 (s), 1898 (s), 1617 (m), 1443 (m), 1371 (m), 848 (m), 746 (m).
[000112] 7a: Das allgemeine Verfahren wurde mit Komplex 3a (40 mg, 0,08 mmol) und Bathophenanthrolin (28 mg, 0,084 mmol) durchgeführt. Das Produkt wurde als gelber Feststoff erhalten (42 mg, 65%). C34H22N403ReBr (800.68 g/mol). lU NMR (400 MHz, DMSO[^]) δ [ppm] = 12.88 (s, 2H, NH), 9.75 (d, J = 5.4 Hz, 2H, HPhen), 8.18 (d, J= 5.4 Hz, 2H, HPhen), 8.12 (s, 2H, HPhen), 7.72-7.64 (m, 10H, HPh), 7.42-7.40 (m, 2H, HBim), 7.21-7.19 (m, 2H, Heim). 13C NMR (100 MHz, DMSO[A]) δ [ppm] = 196.1 (CO), 192.6 (CO), 180.5
(Ccarben), 154.6 (Cphen), 150.3 (Cphen), 146.6 (Cphen), 135.2 (Cphen), 133.0 (Cßim), 129.8 (Cphen), 129.1 (Cphen), 128.1 (Cphen), 126.8 (Cphen), 125.7 (Cphen), 123.4 (Cßim), 111.7 (Cßim). MS
(ESI+): m/z = 720.8 [M-Br]+. IR (ATR) v = 2976 (w), 2017 (s), 1897 (s), 1623 (m), 1598 (m), 1446 (m), 1418 (m), 849 (m), 749 (m), 701 (m).
[000113] 4b: Das allgemeine Verfahren wurde mit Komplex 3b (40 mg, 0,08 mmol) und 2'2-Bipyridin (28 mg, 0,084 mmol) durchgeführt. Das Produkt wurde als gelber Feststoff erhalten (42 mg, 65%). C27H2oN403ReBr (714.59 g/mol). lU NMR (400 MHz, DMSO[^]) δ [ppm] = 12.74 (s, 1H, NH), 9.32 (d, J = 4.9 Hz, 2H, HBipy), 8.59 (d, J = 8.2 Hz, 2H, HBipy), 8.15-8.13 (m, 2H, HBipy), 7.63-7.59 (m, 2H, HBipy), 7.48 (d, J = 8.1 Hz, 1H, HBim), 7.24 (t, J = 7.7 Hz, 1H, Hpn), 7.15-7.02 (m, 5H, HBim + HPh), 6.43 (d, J = 7.4 Hz, 2H, HPh), 5.69 (s, 2H, CH2). 13C NMR (100 MHz, OMSO[d6]) δ [ppm] = 195.2 (CO), 191.9 (CO), 183.4 (Ccarben),
155.1 (Cßipy), 154.1 (Cßipy), 140.1 (CBipy), 135.4 (Ca), 133.8 (CBim), 133.0 (CBim), 128.4 (Ca),
128.2 (Cßipy), 127.2 (Ca), 124.9 (Ca), 124.4 (CBipy), 124.1 (CBim), 123.6 (CBim), 112.2 (CBim), 111.8 (Cßim), 50.5 (CH2). MS (ESI+): m/z = 634.7 [M-Br]+, 606.8 [M-Br-CO]+. IR (ATR) v = 3061 (w), 2024 (s), 1948 (s), 1923 (s), 1601 (m), 1469 (m), 1429 (m), 1375 (m), 1344 (m), 762 (s), 741 (m), 728 (s), 613 (m).
[000114] 5b: Das allgemeine Verfahren wurde mit Komplex 3b (30 mg, 0,05 mmol) und Phenanthrolin (10 mg, 0,055 mmol) durchgeführt. Das Produkt wurde als gelber Feststoff erhalten (29 mg, 64%). C2 H2oN403ReBr (738.62 g/mol). lü NMR (250 MHz, DMSO[^]) δ [ppm] = 12.89 (s, 1H, NH), 9.76 (d, J = 4.4 Hz, 2H, Haen), 8.76 (d, J = 8.0 Hz, 2H, Haen), 8.21 (s, 2H, Hphen), 7.93-7.88 (m, 2H, Haen), 7.44 (d, J = 8.1 Hz, 1H, HBim), 7.22-6.81 (m, 6H, Hphen+Hßim), 6.06 (d, J = 7.2 Hz, 2H, HPhen), 5.73 (s, 2H, CH2). 13C NMR (63 MHz, DMSO[^]) δ [ppm] = 195.2 (CO), 192.0 (CO), 183.3 (Ccarben), 155.1 (Caen), 145.6 (Caen), 139.2 (CPhen), 135.4 (CBim), 133.8 (CBim), 132.9 (Ca), 130.5 (CPhen), 128.2 (Ca), 127.8 (CPhen), 127.1 (Ca), 126.6 (Caen), 124.4 (Ca), 124.1 (CBim), 123.5 (CBim), 112.1 (CBim), 111.7 (CBim), 50.3 (CH2). MS (ESI+): m/z = 658.7 [M-Br]+, 630.8 [M-Br-CO]+. IR (ATR) v = 2970 (w), 2024 (s), 1932 (s), 1903 (s), 1740 (m), 1434 (m), 1368 (m), 1241 (m).
[000115] 7b: Das allgemeine Verfahren wurde mit Komplex 3b (30 mg, 0,05 mmol) und Bathophenanthrolin (20 mg, 0,06 mmol) durchgeführt. Das Produkt wurde als gelber Feststoff erhalten (39 mg, 96%). C4iH28N403ReBr (890.81 g/mol). lU NMR (400 MHz, DMSO[^]) δ [ppm] = 13.14 (s, 1H, NH), 9.83 (d, J= 5.4 Hz, 2H, Haen), 8.06 (s, 2H, HPhen), 7.87 (d, J= 5.4 Hz, 2H, Haen), 7.67-7.60 (m, 10H, HPhen), 7.53 (d, J = 8.1 Hz, 1H, HBim), 7.25-7.21 (m, 1H, Huim), 7.12-7.08 (m, 1H, Ha), 7.00-6.98 (m, 1H, HBim), 6.92-6.90 (m, 1H, HBim), 6.83-6.79 (m, 2H, Ha), 6.12 (d, J = 7.2 Hz, 2H, Ha), 5.85 (s, 2H, CH2). 13C NMR (63 MHz, OMSO[d6]) δ [ppm] = 195.2 (CO), 191.7 (CO), 183.0 (Ccarben), 154.7 (Caen), 150.3 (Caen),
146.6 (Caen), 135.2 (CBim), 135.0 (Ca), 134.0, 133.0 (CBim), 130.0 (Caen), 129.8 (Ca), 129.0 (Caen), 128.0, 127.2, 126.6 (Ca), 125.6, 124.4, 124.1 (CBim), 123.5 (CBim), 112.2 (CBim),
111.7 (CBim), 50.3 (CH2). MS (ESI+): m/z = 810.7 [M-Br]+, 782.8 [M-Br-CO]+. IR (ATR) v = 2368 (m), 2019 (s), 1897 (s), 1621 (s), 1517 (m), 1492 (m), 1425 (m), 907 (m), 765 (m), 620 (m).
[000116] 4c: Das allgemeine Verfahren wurde mit Komplex 3c (50 mg, 0,08 mmol) und 2'2-Bipyridin (13 mg, 0,085 mmol) durchgeführt. Das Produkt wurde als gelber Feststoff erhalten (43 mg, 79%). C3oH26N403ReBr (756.67 g/mol). lU NMR (400 MHz, DMSO[^]) δ [ppm] = 12.68 (s, 1H, NH), 9.92 (d, J = 5.1 Hz, 2H, HBipy), 8.97 (d, J = 8.2 Hz, 2H, HBipy), 8.28 (s, 2H, HBipy), 8.17 (dd, J = 8.3 Hz, 5.2 Hz, 2H, HBiPy), 7.34 (d, J = 8.1 Hz, 1H, HBim), 7.07 (t, J = 7.6 Hz, 1H, HBim), 6.87-6.82 (m, 3H, HBim+Ha), 6.12 (d, J = 8.4 Hz, 1H, HBim), 5.38 (s, 2H, CH2), 2.22 (s, 3H, CH3), 1.76 (s, 6H, 2x CH3). 13C NMR (100 MHz, DMSO[^]) δ [ppm] = 195.7 (CO), 186.6 (CO), 184.0 (Ccarben), 155.6 (CBipy), 145.9 (CBipy), 139.7 (Ca), 137.5, 136.8 (Ca), 133.8 (CBim), 132.9 (CBim), 130.5 (Ca), 129.5 (Ca), 127.9 (CBipy), 127.5
(CBipy), 126.7 (CBipy), 123.6 (CBim), 123.1 (CBim), Π2.0 (CBim), 111.4 (CBim), 49.3 (CH2), 20.5 (CH3), 19.0 (2x CH3).MS (ESI+): m/z = 676.8 [M-Br]+. IR (ATR) v = 3016 (w), 2019 (s), 1924 (s), 1901 (s), 1601 (w), 1438 (m), 753 (m), 731 (m), 694 (m), 619 (w).
[000117] 5c: Das allgemeine Verfahren wurde mit Komplex 3c (30 mg, 0,05 mmol) und Phenanthrolin (10 mg, 0,055 mmol) durchgeführt. Das Produkt wurde als gelber Feststoff (40 mg, 64%) erhalten. C32H27N403ReBr (781.70 g/mol). !H NMR (250 MHz, DMSO[^]) δ [ppm] = 12.70 (s, 1H, NH), 9.93 (d, J = 5.0 Hz, 2H, Haan), 8.98 (d, J = 8.2 Hz, 2H, Haan), 8.30 (s, 2H, Hphen), 8.19 (dd, J = 8.2, 5.1 Hz, 2H, Haan), 7.35 (d, J = 8.1 Hz, 1H, HBim), 7.08 (t, j = 7.7 Hz, 1H, HBim), 6.88-6.83 (m, 3H, HBim+HPh), 6.14 (d, J= 8.4 Hz, 1H, HBim), 5.39 (s, 2H, CH2), 2.23 (s, 3H, CH3), 1.78 (s, 6H, 2xCH3). 13C NMR (63 MHz, DMSO^]) δ [ppm] =
195.7 (CO), 186.6 (CO), 184.0 (Ccarben), 155.6 (Caan), 145.9 (Caan), 139.7 (Caan), 137.5 (Ca), 136.8 (Ca), 133.8 (CBim), 132.9 (CBim), 130.5 (Ca), 129.5 (Caan), 127.9 (Caan), 127.5 (Ca), 126.7 (Caan), 123.6 (CBim), 123.0 (CBim), 112.0 (CBim), 111.4 (CBim), 49.3 (CH2), 20.5 (CH3), 19.0 (2x CH3). MS (ESI+): m/z = 700.7 [M-Br]+, 672.8 [M-Br-CO]+. IR (ATR) v = 2964 (w), 2019 (s), 1932 (s), 1924 (s), 1422 (m), 1333 (m), 1185 (m), 851 (m), 768 (m), 722 (m), 620 (m).
[000118] 7c: Das allgemeine Verfahren wurde mit Komplex 3c (50 mg, 0,08 mmol) und Bathophenanthrolin (28 mg, 0,085 mmol) durchgeführt. Das Produkt wurde als gelber Feststoff erhalten (62 mg, 91%). C44H35N403ReBr (933.90 g/mol). !H NMR (250 MHz, OMSO[d6]) δ [ppm] = 12.89 (s, 1H, NH), 9.96 (d, J= 5.5 Hz, 2H, Haan), 8.12-8.11 (m, 4H, Haen), 7.67 (m, 10H, Haan), 7.41 (d, J = 8.0 Hz, 1H, HBim), 7.12 (t, J = 7.7 Hz, 1H, HBim), 6.89 (t, J = 7.9 Hz, 1H, HBim), 6.81 (s, 2H, Ha), 6.20 (d, J = 8.4 Hz, 1H, HBim), 5.47 (s, 2H, CH2), 2.17 (s, 3H, CH3), 1.77 (s, 6H, 2x CH3). 13C NMR (63 MHz, DMSO^]) δ [ppm] =
195.8 (CO), 188.6 (CO), 183.8 (Ccarben), 155.2 (Caan), 150.7 (Caan), 146.9 (Caan), 137.4, 136.7, 135.1, 133.9 (CBim), 133.1 (CBim), 129.9, 129.8 (Caan), 129.6, 129.2 (Caan), 128.2, 127.4, 126.6, 125.8 (CBim), 123.6 (CBim), 112.1 (CBim), 111.4 (CBim), 58.2 (CH2), 20.4 (CH3), 18.9 (2x CH3). MS (ESI+): m/z = 852.7 [M-Br]+, 825.0 [M-Br-CO]+. IR (ATR) v = 2016 (s), 1924 (s), 1905 (s), 1446 (m), 1332 (m), 845 (m), 763 (m), 739 (m), 698 (m).
Identifizierung von Interaktionspartnern durch Immobilisierung von Biotin-DS50
[000119] B. subtilis 168 wurde in die exponentielle Phase (OD500 = 0,5) in 500 ml Belitzky Minimal Medium (BMM) mit 0,78 mM Tryptophan bei 37° C unter ständigem Schütteln angezogen. Zellen wurden durch Zentrifugation geerntet, in 3 ml Lysepuffer (100 mM Tris/HCl, pH 8,1 mM Dithiotreitol (DTT), 1 mM ß-Mercaptoethanol, 0,2 mg / ml DNase, 0,2 mg / ml RNase, 0,35 mg / ml Lysozym) resuspendiert und durch eine French-Press (9.000 psi, acht Passagen, SLM Amico, SLM Instruments Inc.) aufgeschlossen. Zelltrümmer wurden durch Zentrifugation entfernt und Proteinkonzentrationen wurden mittels Bradford-Assay bestimmt. Die Proteinkonzentrationen wurden mit Waschpuffer (100 mM Tris/HCl, pH 8, 150 mM NaCl, 1 mM EDTA) auf 4 mg/ml eingestellt. Strep-Tactin® Sepharosematerial (100 μΐ Bettvolumen, iba) wurde in Reaktionsgefäße abgefüllt und mit 500 μΐ Waschpuffer gewaschen. Für alle Waschvorgänge wurde das Material durch Zentrifugation (4°C, 1000 x g, 30 s) geerntet und der Überstand wurde verworfen. Das Material wurde mit 500 μΐ Zelllysat, und entweder keiner zusätzlichen Verbindung, 200 μΜ Biotin oder 200 μΜ DS50als Kontrollen bzw. mit 200 μΜ Biotin-DS50, gemischt. Nach der Inkubation auf Eis für 3 h wurde das Zelllysat durch Zentrifugation entfernt und das Material viermal mit Waschpuffer gewaschen. Spezifisch gebundene Proteine wurden mit 50 μΐ SDS-PAGE Probenpuffer (50 mM Tris/HCl, pH 6,8, 2% Natriumdodecylsulfat (SDS), 10% Glycerin, 0,1% Bromphenolblau) bei 96° C für 15 min eluiert. Proteine wurden mit 12% SDS-Gelen nach Standardprotokollen aufgetrennt und durch eine Ruthenium(II)tris (4,7-Diphenyl-l,10- phenantrolindisulfonat)-Färbung (RuBPS) visualisiert.
Identifizierung von Interaktionspartnern über chromatographische Co-Elution
[000120] Logarithmisch wachsende Zellen von Bacillus subtilis 168 wurden in BMM mit 0.78 mM Tryptophan bei 37°C aerob angezogen, durch Zentrifugation geerntet und gewaschen (0.02 M Tris/HCl pH 7.5, 0.2 M NaCl). Die Zellen wurden in 10 ml Lysispuffer (20 mM Tris/HCl, pH 7.5, 0.2 mg/ml DNase, 0.2 mg/ml RNase, 0.2 mg/ml Lysozym, 1 mM DTT, 1 mM ß-Mercaptoethanol) resuspendiert, mit Hilfe einer French Press aufgeschlossen (900 psi, 4°C) und Zelltrümmer abzentrifugiert (43,000 g, 30 min, 4°C). Der Überstand wurde mit Amicon® Ultra Zentrifugenfiltern aufkonzentriert (3 kDa Ausschlussgröße, Sigma Aldrich), auf eine Proteinkonzentration von 21.6 mg/ml in 50% Glycerol eingestellt und als Aliquots von 300 μΐ bei -80°C gelagert.
[000121] Ein Aliquot des Proteinextraktes wurde mit 200 μΜ DS50 für 3 h auf Eis inkubiert. Eine Lösung von 200 μΜ DS50 ohne Proteinextrakt diente als Kontrolle. Vor der Ionenaustauschchromatographie wurden die Proben mit„Syringeless Filters-Mini-UniPrep Filter Vials" (GE Healthcare) sterilfiltriert. Die Proben wurden nach einer bereits publizierten Methode37 mit Hilfe eines UltiMate 3000 UHPLC-Systems (Thermo Fisher Scientific Inc) über eine PolyCATWAX Mischbett-Ionenaustauscher-Säule (Länge, 200 mm; Partikelgröße, 5 μιη; Porengröße, 1000 Ä; PolyLC Inc.,) aufgetrennt. Ein Niedrigsalzpuffer (Puffer A; 13.7 mM Tris, 500 μΜ DTT, 0.01% NaN3, I M HCl, 5% Glycerol in A. dest) und ein Hochsalzpuffer (Puffer B; Puffer A, mit 1.5 M NaCl) wurden zur Elution mit folgendem Gradienten verwendet: initial, 0% Puffer B; 5 min, 0% B; 20 min, 10% B; 40 min, 35% B; 90 min, 60% B; 95 min, 100% B; 115 min, 100% B; 120 min, 0% B; 125 min, 0% B mit einer Flussrate von 0.25 ml/min. Fraktionen wurden in 96-well-Mikrotiterplatten für 96 min (1 min/Fraktion) gesammelt.
[000122] Zur Quantifizierung von DS50 wurden 50 μΐ jeder HPLC Fraktion mit 100 μΐ Methanol gemischt und über Nacht bei -80°C inkubiert. Nach einem Zentrifugationsschritt (3,200 x g, 20 min, 4°C), wurden 100 μΐ des Überstandes in eine neue Mikrotiterplatte überführt und massenspektrometrisch mit Hilfe einer Synapt G2-S (Waters) ausgestattet mit einer ESI-LockSpray™-Quelle (Waters) und einer ACQUITY UPLC®-M-Class-CSH C18 Säule (Porengröße, 130 Ä; Partikelgröße, 1.7 um; Länge, 100 mm; Waters) untersucht. Puffer A (0.1% Ameisensäure in A. dest.) und Puffer B (0.1% Ameisensäure in Acetonitril) wurden als Eluenten für die Chromatographie verwendet. Die UPLC wurde mit einer Flussrate von 5 μΐ/min und einer Säulentemperatur von 40°C mit folgendem Gradienten betrieben: initial, 5% Puffer B; 15 min, 99% B; 16 min, 99% B; 17 min, 5% B; 25 min, 5% B. Spektren wurden im positiven Sensitivitäts-Modus mit folgenden Einstellungen aufgezeichnet: Kapillarspannung, 3 kV; Kegelspannung, 30 V; Quellentemperatur, 100°C; Kegelgasfluss, 50 L/h; Desolvationsfiuss, 500 L/h; Desolvationstemperatur, 150°C. MSMS Spektren der Vorläufermasse 571.1 wurden im Massenbereich von 50-1200 m/z mit einer Scanzeit von 1 s und einer Kollisionsenergie von 10-35 eV aufgenommen. Leucin-Enkephalin wurde als Lockmasse mit einer Kapillarspannung von 3 kV injiziert. Die Daten wurden mit Hilfe des Programmes MassLynx™ (Waters) aufgezeichnet. Das dazugehörige Programm TargetLynx™ wurde zur Quantifizierung von DS50 mit folgenden Einstellungen verwendet: Quantifizierungsfragment, 543.1010; Retentionszeit, 13.0215 min; Retentionszeitfenster, ± 1 min. Serielle Verdünnungen von DS50 in Methanol wurden als Quantifizierungsstandard verwendet.
[000123] Um Proteine in ausgewählten Fraktionen zu identifizieren wurden zunächst die Proteinkonzentrationen mit Hilfe des Bradford-Assays bestimmt. Die Proteine wurden mit 10% (v/v) eiskalter Trichloressigsäure über Nacht bei 4°C gefällt und anschließend abzentrifugiert (16,100 x g, 20 min, 4°C,). Die Proteinpellets wurden mit 0.3 ml eiskaltem Acetone bei -20°C für 30 min inkubiert, erneut zentrifugiert und der Überstand wurde verworfen. Die Pellets wurden noch zweimal kurz mit Aceton gewaschen, trocknen gelassen und in 50 mM Triethyl-Ammoniumbicarbonat-Puffer resuspendiert. Die Proteinkonzentration wurden an Hand der höchstkonzentrierten Fraktion auf 1 mg/ml eingestellt. Vor dem tryptischen Verdau wurden die Proteine mit 10 mM Dithiotreitol (1 h, 60° C) reduziert und mit 5 mM Iodoacetamid alkyliert (15 min, 25°C). Trypsin (Promega) wurde in einem Enzym zu Substratverhältnis von 1 : 100 dazugegeben und die Proteine wurden über Nacht bei 37°C unter leichtem Schütteln verdaut. Der tryptische Verdau wurde mit 1 μΐ Trifluorsäure terminiert und ein Hi3 Quantifizierungsstandard zugegeben (PhosB Peptide, Waters, Endkonzentration 12.5 fmol/μΐ). Die Proteinidentifzierung per Massenspektrometrie erfolgte wie unten beschrieben.
Proteomanalysen durch 2D-PAGE
[000124] B. subtilis wurde auf eine OD500 von 0,35 in BMM angezogen und für 15 min mit 3 μg/ml DS50 oder 12 μg/ml Biotin-DS50 behandelt oder als Kontrolle unbehandelt gelassen. Folgende Konzentrationen wurden für die Referenz- Antibiotika verwendet: 0,15 μg/ml Nocathiacin I, 8 μg/ml GE2270 A oder 50 μg/ml Kirromycin. Die radioaktive Markierung von neu synthetisierten Proteinen während der Antibiotikum-Behandlung mit 35 S- Methionin sowie die 2D-PAGE-Analyse wurden im Wesentlichen wie bereits beschrieben durchgeführt38.
[000125] Proteinidentifikation durch Massenspektrometrie
Proteinspots wurden aus dem Gel ausgeschnitten und zweimal in Waschlösung (20 mM Ammoniumbicarbonat, 30% Acetonitril) entfärbt. Disulfidbrücken in Proteinen aus Gelstücken, die aus 1D-PAGE-Gelen gewonnen wurden, wurden mit 10 mM DTT in Waschlösung bei 60 0 C für 45 min reduziert. Die Alkylierung von Cysteinen wurde anschließend mit 50 mM Iodacetamid (IAA) in Waschlösung für 25 min bei Raumtemperatur im Dunkeln durchgeführt. Die Gelstücke wurden zweimal mit Waschlösung für 5 min bei Raumtemperatur gewaschen. Die Reduktions- und Alkylierungsschritte wurden für Proben aus 2D-PAGE-Experimenten weggelassen. Alle Gelstücke wurden unter Verwendung einer Vakuumzentrifuge bei 50°C vor dem tryptischen Verdau mit 6,25 ng/μΐ Trypsin (Promega) in Waschlösung für 16 h bei 37° C getrocknet. Tryptische Peptide wurden unter Verwendung von 20 μΐ 0,1% Trifluoressigsäure im Ultraschallbad für 15 min eluiert. Die Proben wurden mit einer nanoACQUITY UPLC® Trap Column Symmetry® C18 Säule (Porengröße, 100 Ä, Partikelgröße, 5 μιη, Länge, 20 mm, Waters) mit einer Flussrate von 10 μΐ/min in 0,5% Puffer B gereinigt. Tryptische Peptide wurden dann von einer NanoACQUITY UPLC® CSH130 C18 Säule (Porengröße, 130 Ä, Teilchengröße, 1 ,7 μιη, Länge, 100 mm; Waters) mit einer Flussrate von 0,35 μΐ/min bei 40° C unter Verwendung der folgenden Gradienten eluiert. Gradient für Identifizierung von Proteinen aus 1D-PAGE: initial, 0,5% Elutionsmittel B (0,1% Ameisensäure (FA) in Acetonitril); 1 min, 0,5% Elutionsmittel B; 45 min, 60% Elutionsmittel B; 48 min, 90% Elutionsmittel B; 49 min, 99% Elutionsmittel B; 51 min, 99% Elutionsmittel B; 52 min, 0,5% Elutionsmittel B; 60 min, 0,5% Elutionsmittel B. 0,1% FA in Wasser diente als Elutionsmittel A. Gradient zur Identifizierung von Proteinen aus 2D-PAGE: initial, 0,5% Elutionsmittel B; 22 min, 50% Elutionsmittel B; 23 min, 99% Elutionsmittel B; 26 min, 99% Elutionsmittel B; 27 min, 0,5% Elutionsmittel B; 30 min, 0,5% Elutionsmittel B. Kontinuierliche MSE-Spektren wurden in einem Massenbereich von 50-1200 m/z und mit einer Scan-Zeit von ls im positiven Resolution-Modus mit folgenden Einstellungen aufgezeichnet: Kapillarspannung, 1,7 kV; Kegelspannung, 30 V; Quellentemperatur, 100° C; Kegelgasstrom, 50 1/h; Desolvationsgasfluss, 500 1/h; Desolvationstemperatur, 150° C. Die Kollisionsenergie wurde von 14 bis 45 eV hochgefahren. Als Massenreferenz wurde Leucin- Enkephalin mit einer Kapillarspannung von 3 kV alle 60 s injiziert. Die Massenspektren wurden mit ProteinLynx Global Server (Waters, Version 2.5.2) prozessiert. Die Prozessierungsparameter wurden wie folgt angepasst: chromatographische Peakbreite, automatisch; MS TOF Auflösung, automatisch; Lockmasse für Ladung 1, 556.2771 Da/e; Massenfenster, 0,25 Da; Intensitätsgrenzwert bei niedriger Energie, 50 counts; Intensitätsgrenzwert bei hoher Energie, 15 counts; Intensitätsgrenzwert, 500 counts. Zur Proteinidentifizierung wurde eine Datenbank mit 4180 Proteinen von B. subtilis verwendet (NCBI Referenzsequenz: NC 000964.3, manuell hinzugefügt: Trypsin, Keratin, Quantifizierungsstandard PhosB). Die folgenden Einstellungen wurden verwendet: Peptidtoleranz, automatisch; Fragmenttoleranz, automatisch; Min. Fragment-Ionen pro Peptid, 2; Min. Fragment-Ionen pro Protein, 6; Maximale Proteinmasse, 300.000; Primäres Verdaureagenz, Trypsin; Sekundäres Verdaureagenz, keines; Verpasste Schnittstellen, 1; Fixe Modifikationen, Carbamidomethyl C; Variable Modifikationen, Deamidierung N, Deamidierung Q, Oxidation M; Falsch-Positive-Rate, 4; Konzentration des Quantifizierungsstandards, 50 fmol.
Beispiel 1: Synthese und Charakterisierung der Verbindungen der Erfindung
[000126] Ein Template -basierter synthetischer Ansatz, der von Liu et al. verwendet wurde, um einen der ersten Re(I)-Carben Komplexe zu erhalten, wurde modifiziert.7 Dieser Ansatz ermöglicht die Bildung einer Carben-Einheit aus Rhenium gebundenen CO-Liganden. Insbesondere wurden vorliegend 2-Azidoanilin mit Triphenylphosphin unter Bildung von Phosphinimin 2a verwendet. Dieses reagiert wiederum mit Re(CO)5Br bei Raumtemperatur, um eines der Rhenium gebundenen CO-Liganden in ein Benzimidazol-2-ylidenliganden umzuwandeln, was mit guter Ausbeute zu dem neutralen Re(I)-Carbenkomplex 3a führt (Abbildung 1). Bemerkenswert ist, dass das Phosphinimin 2a an Luft und bei Raumtemperatur für mehrere Wochen stabil ist.
[000127] Diese Reaktion verläuft wahrscheinlich in zwei Schritten. Anfänglich wird ein Metall-gebundene CO-Ligand durch das Phosphinimin deoxygeniert, und ein Isonitril-Intermediat unter Freisetzung von Ph3PO gebildet. Das Isonitril zyklisiert durch einen intramolekularen Angriff des benachbarten Amins, um das gewünschte Carben zu bilden (Abbildung 2).34'37"38
[000128] Das ^-NMR-Spektrum von 3a zeigt ein charakteristisches Signal für die resultierenden Carben-NH-Protonen bei 10,4 ppm, was für die Bildung des symmetrischen N-unsubstituierten Carbens spricht. Weiterhin sind die aromatischen Protonen nun als Satz von zwei Signalen bei 7,57 und 7,40 ppm erkennbar. Die erfolgreiche Bildung dieser Struktur wird weiter unterstützt durch 13C-NMR-Spektroskopie, die das Carben C-Atom bei 171,9 ppm zeigt. Die erfolgreiche Darstellung der Zielverbindung konnte auch durch Kristallstrukturanalyse bestätigt werden.
[000129] Für biologische Studien erscheinen kationische Komplexe sinnvoll, so dass in 3a ein CO und das Halogenidligand mit verschiedenen Bisimin-Liganden ersetzt wurden. Allgemein verläuft diese Reaktion innerhalb von 4 Stunden in Toluol. Die entsprechenden kationischen Re(I)(NHC)-Bisiminkomplexe werden in hoher Reinheit und guten Ausbeuten als gelbliche Feststoffe nach Waschen mit kaltem Ether erhalten. (Abbildung 3).
[000130] Um die synthetische Bandbreite der dargestellten Template-Synthese auf die Bildung von N-substituierten Carbenkomplexen aus Metallbind-CO-Liganden auszudehnen, wurde das anfängliche Phosphinimin um zusätzliche Benzyl- oder 2,4,6- Trimethylbenzylreste erweitert (Abbildung 4). Dazu wurde 2-Azidoanilin mit Benzaldehyd (oder 2,4,6-Trimethylbenzaldehyd) und NaBH(OAc)3 umgesetzt, um die Produkte lb und lc durch reduktive Aminierung zu erhalten. Nach der Reaktion mit Triphenylphosphin und Re(CO)5Br, wie zuvor beschrieben, wurden die N-Benzyl-benzimidazol-2-Yliden (3b) und N- (2,4,6-Trimethylbenzyle)benzimidazol-2-yliden (3c) Komplexe mit guter Ausbeute erhalten (Abbildung 1). Die Bildung der gewünschten Komplexe wurde durch ^-NMR-Spektroskopie nachgewiesen, wobei charakteristische Signale für die Carben-NH-Protonen mit einem Gesamtintegral von 1 bei 11,35 ppm bzw. 11,27 ppm gefunden wurden. Die erfolgreiche Einführung der aromatischen Reste ist eindeutig durch das Auftreten der benzylischen CH2- Gruppen nachgewiesen sowie durch zusätzliche aromatische Protonen in den Ή-ΝΜΡ Spektren. Um den zusätzlichen Einfiuss der aromatischen Gruppen zu in biologischen Experimenten vergleichen zu können, wurden 3b und 3 c mit demselben Bisimin umgesetzt wie 3 a, was die Komplexe 4b-7b und 4c-7c ergibt.
Beispiel 2: Röntgen-Kristallogra hie
[000131] Geeignete Einkristalle für Röntgenstrukturanalysen der neutralen Komplexe 3 a und 3 c wurden durch langsame Verdampfung von Lösungen in DCM erhalten. ORTEP-Darstellungen der Komplexe sind in Abbildung 4 dargestellt. Beide Komplexe nehmen eine verzerrt okteadrische Struktur bei gleichzeitiger Beibehaltung der facialen Koordinationsgeometrie an, was den selektiven Angriff des Phosphinimins an den Carbonylliganden unterstreicht. Die Rhenium-Carben Bindungslängen liegen im Bereich zwischen 2,169 und 2,179 Ä, während die Re-CO-Bindungslängen zwischen 1,915 und 2,024 Ä variieren. Das ist in Einklang mit zuvor publizierten Re(I)-Carbenkomplexen.7"8 Interessant ist, dass die zusätzliche aromatische Einheit in 3 c zu einer ausgeprägteren Verzerrung der oktaedrischen Rhenium-Umgebung im Vergleich zu 3 a führt.
[000132] Dies zeigt sich beim Vergleich des CCarben-Re-CO-Winkels, der von 177,1° (3a) auf 169,8° (3c) abnimmt. Das mag auf abstoßende Wechselwirkungen zurückzuführen sein, die durch die Einführung von sperrigen aromatischen Substituenten und ihrem elektronischen Einfiuss auf die Carben Gruppe entstehen.
[000133] Kristalle der kationischen Komplexe 4a, 5a, 6a sowie 4b und 4c wurden durch langsames Verdampfen einer Lösung der Komplexe in einer Mischung aus Dichlormethan und Hexan oder durch langsame Diffusion von Ether in eine methanolische Lösung erhalten. Die molekularen Strukturen der Bipyridin enthaltenden Komplexe sind in Abbildung 5 dargestellt. Die erhaltenen Strukturen beweisen die faciale Anordnung der CO- Liganden bei der Reaktion mit den entsprechenden Bisimin Liganden. Wie erwartet wird das ehemalige Re gebundene Bromidatom als Gegenion der kationischen Komplexe gefunden. Alle Komplexe zeigen verzerrte oktaedrische Geometrie. Aber nach Koordination der Bisimin-Liganden sind die Ccarben-Re-CO-Winkel mit 173,95 (4b) bis 177,14 Ä (4a) in einem engeren Bereich verglichen mit den neutralen Gegenstücken. Die durchschnittlichen Re-CO Bindunglängen verringern sich auf werte zwischen 1.912-1.972 Ä. Die erhaltenen Strukturen sind verwandten Verbindungen sehr ähnlich.7
Beispiel 3: Absorptions- und Emissionseigenschaften [000134] Wie man für viele d6-Re(I)(CO)3-Komplexe erwarten würde, zeigen die Carbenkomplexe ein umfangreiches photophysikalisches Verhalten, das in den letzten Jahren erhebliche Aufmerksamkeit erregt hat. Die vorliegenden Ergebnisse sind in Abbildung 6 zusammengefasst.
[000135] Im Allgemeinen verhalten sich die getesteten Komplexe sehr ähnlich und weisen sehr ausgeprägte und intensive Absorptionsbanden im UV-Bereich bei etwa 280 nm mit Extinktionskoeffizienten von etwa 104 dm3M"1cm"1 (Abbildung 7 links) auf. Diese Banden werden dem intensiven Intraligand-Übergängen der Bisiminliganden (LC, π-π *) zugeschrieben und oftmals in Re(I)(CO)3-Bisimin-Komplexen gefunden. Die weniger intensiv breiten Absorptionsbanden von etwa 330 bis 450 nm mit Extinktionskoeffizienten um 103 dm3M"1cm"1 ergeben sich wahrscheinlich aus MLCT-Übergängen (d(Re)^n*(Bisimin)).43'44
[000136] Die Anregung bei 350 nm führt bei allen kationischen Komplexen zu großen Stokes- Verschiebungen und Emission im gelben Bereich des sichtbaren Spektrums mit Emissionsbanden zwischen 550-580 nm in Acetonitril und Wasser (Abbildung 7 rechts). Diese strukturlosen Emissionsbanden resultieren wahrscheinlich aus emittierenden 3MLCT- Zuständen (d(Re)^n*(Bisimin)), die nach Anregung aus populierten ^LCT^LC Zuständen durch Intersystem Crossing resultieren.44 Die Lumineszenz -Lebensdauer liegt im Bereich von einigen hundert Nanonosekunden mit einer Zunahme von 66 ns (4a) bis 224 ns (7a) in Acetonitril und damit im Einklang mit 3MLCT-Zuständen. Nicht alle Lebenszeiten stimmen mit ausschließlich monoexponentiellen Abklingkurven überein, so dass ein weiterer Zustand, vermutlich ein kurzlebiger 3LC-Zustand, vorgeschlagen wird. Da Charge-Transfer-Zustände in der Regel stark durch die Polarität der Umgebung beeinflusst werden, kann die CT-Natur durch eine Verschiebung der Emissionsmaxima beim Wechseln des Lösungsmittels beobachtet werden. 4a und 5a zeigen eine sehr leichte Rotverschiebung, wenn Wasser statt Acetonitril verwendet wird. Allerdings unterliegen die Maxima der Komplexe 6a und 7a einer ausgeprägten hypsochromen Verschiebung auf 530 bzw. 553 nm. Um die Natur der angeregten Zustände weiter zu untersuchen, haben die Erfinder die Lumineszenz-Lebensdauer der Komplexe 4a und 5a in entgastem Acetonitril gemessen. Eine ungefähre Verdoppelungder Lebensdauer verglichen mit der nicht entgasten Lösung wird in beiden Fällen beobachtet. Dies bestätigt, dass die Emissionszustände der Komplexe höchstwahrscheinlich einer Triplet- Natur entsprechen, da diese bekannt sind, anfällig für das Quenchen durch Sauerstoff zu sein. Die Quantenausbeuten betrugen zwischen 1 ,8% und 4,9%, die sich sehr gut mit verwandten Re(I)-Bisimin- und Carben Komplexen vergleichen lassen.8'39'44 Betrachtet man die strukturlosen Bänder, resultiert die Emission der Komplexe hauptsächlich aus 3MLCT- Zuständen mit geringfügigen Beiträgen von 3LC-Zuständen. Zusammen mit den großen Stokes-Verschiebungen scheint es wahrscheinlich, dass eine Lokalisierung der Verbindungen auf Basis von Fluoreszenz-Mikroskopie im biologischen Umfeld möglich ist.
Beispiel 4: Antimikrobielle Aktivität
[000137] Die antimikrobielle Aktivität von Komplexen mit entweder Bipyridin-, Phenanthrolin- oder Badophenanthrolin-Liganden wurde durch Bestimmung der minimalen Hemmkonzentration (MHK) gegen eine repräsentative Auswahl von Gram-positiven und Gram-negativen Bakterienstämmen untersucht. B. subtilis und zwei Stämme von S. aureus (WT und MRSA) dienten als Gram-positive Teststämme, während E. coli, A. baumannii und P. aeruginosa als Gram-negative Stämme ausgewählt wurden. Es wurden serielle Verdünnungen der Komplexe in Mueller Hinton-Flüssigmedium hergestellt und mit 5x 105 Bakterien pro ml inokuliert und bei 37 °C für 18 h inkubiert. Die niedrigste Konzentration, die das sichtbare Wachstum hemmt wurde als Minimale Hemmkonzentration definiert. Die erhaltenen MHK Werte sind in Abbildung 8 zusammengefasst.
[000138] Alle getesteten Verbindungen waren inaktiv gegenüber den getesteten Gram-negativen Bakterienstämmen. Die Komplexe zeigten aber eine Aktivität gegen die getesteten Gram-positiven Bakterienstämme mit MHK-Werten im sehr niedrigen mikromolaren Bereich. Ein allgemeiner Trend in der Reihe der Wirkstoffe ist eine Zunahme von Aktivität, wenn der Carben-Stickstoff-Substituent von H zu Benzyl (a<b) verändert wird. Die Trimethylbenzyl- substituierte Reihe (c) ist in den Fällen von 4c und 5 c unter den aktivsten Verbindungen in der Studie, wohingegen 7c weniger aktiv ist. Dies steht im Einklang mit der Hypothese, dass die Gesamtaktivität mit der Lipophilie korreliert. Auf der einen Seite kann die Aktivität der Verbindungen bis zu einem gewissen Grad durch Erhöhung der Lipophilie verstärkt werden (z. B. Reihe a<b, 4a<5a<7a und 4b< 5b<5c). Andererseits kann eine zu hohe Lipophilie zu einer verminderten Aktivität führen. Dies ist am deutlichsten für die Verbindungen der Serie 7 sichtbar, wo die Reihenfolge der Aktivität im Vergleich zu ihrer Lipophilie umgekehrt verläuft. Während 7c die lipophilste Verbindung ist, ist diese weniger aktiv als 7b und 7a (7c<7b<7a). Eine mögliche Erklärung kann die zunehmend schlechte Löslichkeit in wässriger Lösung sein. Es ist auch bemerkenswert, dass geringfügige Änderungen der Molekularstruktur (3 a / 4a) zu dramatischen Unterschieden in der Aktivität führen. Nicht überraschend ist anzumerken, dass die verschiedenen Modellstämme auf verschiedene Komplexe anders reagieren. S. aureus ATCC 3300 scheint den bathophenanthrolin-haltigen Komplexen (c) viel besser Stand halten zu können als die anderen Stämme.
Beispiel 5: Spektrum der antibakteriellen Aktivität von DS50 und Biotin-DS50
[000139] Um den Wirkmechanismus der Substanzen zu adressieren, wurde beispielhaft DS50 ausgewählt. Zur Analyse von Interaktionspartnern wurde ein biotinyliertes Derivat von DS50 (Biotin-DS50) hergestellt und verwendet. Zunächst wurde bestimmt, ob die Biotinylierung einen Einfluss auf die antibakterielle Aktivität von DS50 hat. Die niedrigste Konzentration einer Verbindung, die das sichtbare Wachstum von Bakterien hemmt, ist definiert als minimale Hemmkonzentration (MHK) und ist ein Maß für die antibakterielle Aktivität einer Verbindung. Die MHK von DS50 und seinem biotinylierten Derivat wurde gegen einen Satz von Gram-negativen und Gram-positiven Bakterien mit einem standardisierten Mikrotiterplatten-Assay gemessen. DS50 zeigte schwache oder keine Aktivität gegen Gram-negative Bakterien war aber gegen Gram-positive Bakterien mit MHKs im niedrigen μg/ml Bereich wirksam (Abbildung 9). Die MHK gegen den Methicillin- resistenten Staphylococcus aureus (MRSA) betrug 4 μg/ml. Die Biotinylierung von DS50 für Target-Identifikationsstudien durch Immobilisierung führt zu einer leichten Verminderung der antimikrobiellen Aktivität, doch diese Verbindung war noch aktiv gegen Gram-positive Bakterien (16-32 μg/ml). Deshalb wurde Biotin-DS50 für Target-Identifikationsexperimente verwendet. Es bleibt unerforscht, ob die leichte Abnahme der antibakteriellen Aktivität durch eine reduzierte Aufnahme von Biotin-DS50 oder durch Interferenz mit der Targetinteraktion verursacht wird.
Beispiel 6: Target-Identifikationsexperimente mit Biotin-D S50
[000140] Biotinyliertes DS50 wurde über Strep-Tactin®-Sepharose-Material immobilisiert und mit zytosolischem Zellextrakt des Gram-positiven Bakteriums Bacillus subtilis inkubiert. Ungebundene Proteine wurden durch Waschen entfernt und an Biotin-DS50 gebundene Proteine wurden durch Kochen in SDS-PAGE-Probenpuffer eluiert. Als Kontrollen wurde Strep-Tactin® Sepharose mit Biotin, mit nicht-biotinyliertem DS50 oder ohne Verbindung inkubiert. Die Elutionsfraktionen wurden mittels SDS-PAGE aufgetrennt und die Proteine wurden durch RuBPs-Färbung sichtbar gemacht (Abbildung 10). Im Vergleich zu den Kontrollen fällt eine sehr prominente Proteinbande bei immobilisiertem Biotin-DS50 auf, die als Elongationsfaktor Tu (EF-Tu) identifiziert wurde. Zwei Banden, die in einem geringeren Ausmaß co-eluierten und die zusätzliche Zielproteine oder Interaktionspartner von EF-Tu sein könnten, sind die Chaperon-Untereinheit GroEL und der Elongationsfaktor Ts (EF-Ts). Es ist bekannt, dass der Nukleotid- Austauschfaktor EF-Ts mit EF-Tu interagiert. Eine direkte Interaktion zwischen GroEL und EF-Tu ist bisher nicht nachgewiesen. Zusätzliche Banden, die in allen Proben auftreten, stellen wahrscheinlich natürlich biotinylierte Proteine dar, die direkt an das Material binden können.
Beispiel 7: Der Wirkmechanismus von DS50 und Biotin-DS50
[000141] Um zu überprüfen, ob EF-Tu ebenfalls das Target von nicht- biotinyliertem DS50 ist, wurde ein chromatographisches Co-Elutions-Experiment durchgeführt. Zu diesem Zweck wurde DS50 mit einem zytosolischen Proteinextrakt von B. subtilis bzw. mit Puffer inkubiert. Beide Proben wurden durch native Ionenaustauschchromatographie getrennt und 96 Fraktionen wurden für jeden Durchlauf gesammelt. DS50 wurde in den gesammelten Fraktionen unter Verwendung von LC-MS quantifiziert, um an Proteine gebundenes (DS50 + Zellextrakt) und freies DS50 (inkubiert mit Puffer) zu identifizieren. Die Inkubation von DS50 mit dem Zelllysat führte zu einer Verschiebung der Retentionszeit im Vergleich zum freien Wirkstoff (Abbildung 11). Durch Verwendung von LC-MS wurden Proteine in Fraktionen mit verschobenem DS50 identifiziert und Elutionsprofile von EF-Tu und GroEL sind gezeigt. Sowohl EF-Tu als auch GroEL co- elutieren mit DS50, während EF-Ts in diesen Fraktionen nicht identifiziert wurde. Somit konnte bestätigt werden, dass auch DS50 an den Elongationsfaktor EF-Tu bindet.
[000142] Als Reaktion auf Stress, wie Antibiotikazugabe, wird das Proteom einer Zelle speziell angepasst, um dem Stress entgegenzuwirken und diesen zu überleben. Die hochregulierten Proteine sind sehr spezifisch für die Wirkungsweise des verwendeten Antibiotikums39. Daher kann der Vergleich des Proteomprofüs von B. subtilis nach Behandlung mit DS50 oder Biotin-DS50 Aufschluss darüber geben, ob der Wirkmechanismus durch die Biotinylierung verändert wird. Für die Proteomanalyse wurde B. subtilis mit DS50 behandelt oder als Kontrolle unbehandelt gelassen. Neu synthetisierte Proteine wurden radioaktiv markiert und durch 2D-Gelelektrophorese an Hand des isoelektrischen Punktes bzw. des Molekulargewichts in der ersten bzw. zweiten Dimension getrennt. Radioaktiv markierte Proteine wurden visualisiert und Falschfarbenbilder der Gele einer Kontrollprobe und einer Probe nach antibiotischer Behandlung wurden überlagert (Abbildung 12). Für beide Substanzen wurden an Hand von Software-gestützten Analysen Markerproteine definiert, die in allen biologischen Replikaten nach Antibiotikabehandlung mindestens zweifach hochreguliert waren, und per Massenspektrometrie identifiziert. Zwar sind nach Behandlung mit Biotin-DS50 mehr Markerproteine hochreguliert, jedoch zeigen beide Substanzen eine hohe Übereinstimmung der Markerproteine. Zudem sind viele der Markerproteine nach Biotin-DS50-Behandlung auch für DS50 hochreguliert, erreichen jedoch nicht den strikten Grenzwert. Dies zeigt, dass durch die Biotinylierung der Wirkmechanismus prinzipiell erhalten bleibt.
Beispiel 8: Proteomanalyse zur Bestimmung der Wirkungsweise
[000143] Um zu analysieren, ob DS50 die gleiche Wirkungsweise wie bereits gut charakterisierte EF-Tu-Inhibitoren hat, wurden weitere vergleichende Proteomanalysen durchgeführt. Die bisher am besten untersuchten EF-Tu angreifenden Antibiotika sind die Thiazolylpeptide Nocathiacin I und GE2270 A sowie das strukturell nicht verwandte Kirromycin. Nocathiacin I bindet an das Ribosom und hemmt die GTP-Hydrolyse von EF-Tu und auch anderer GTP-abhängiger Translationsfaktoren40. GE2270 A hemmt die Bindung von EF-Tu an Phe-tRNAphe 41 und die Bildung eines Komplexes von Kirromycin mit EF- Tu*GDP*aatRNA blockiert die Ablösung des Elongationsfaktors vom Ribosom42.
[000144] Die Proteomanalysen wurden wie oben beschrieben durchgeführt. Die Proteomantwort auf DS50 wurde mit der Antwort auf Antibiotika verglichen, von denen bekannt ist, dass sie die EF-Tu- Aktivität beeinträchtigen (Abbildung 13). DS50, Nocathiacin I, GE2270 A und Kirromycin zeigen sehr unterschiedliche Proteomprofüe, was die unterschiedlichen Wirkweisen reflektiert. Nach Behandlung mit Nocathiacin I sinkt die Proteinbiosynthese auf -15% (Daten nicht gezeigt) im Vergleich zu Kontrollbedingungen und es werden viele ribosomale Proteine und Elongationsfaktoren, wie EF-Tu (TufA) und EF-G (FusA) hochreguliert. Als Reaktion auf GE2270 A ist die Proteinbiosynthese auf -65% reduziert und nur wenige Markerproteine werden hochreguliert, von denen nur das Enzym QueF mit der Translation verbunden ist. Die Proteinbiosynthese wurde durch Kirromycin nicht beeinträchtigt und das Proteomprofü zeigt hauptsächlich die Induktion von Proteinen, die an der Protein-Qualitätskontrolle beteiligt sind, wie die Chaperone DnaK und GrpE- oder die Protease-Untereinheiten ClpC und ClpP.
[000145] Die Behandlung von B. subtilis mit DS50 reduziert die Proteinbiosynthese auf -67% und 21 Markerproteine werden induziert. Wie Kirromycin induziert DS50 Markerproteine, die für die Protein-Qualitätskontrolle erforderlich sind, aber die induzierten Proteine sind unterschiedlich und umfassen das Chaperonsystem GroESL und die Proteaseuntereinheiten ClpY und ClpP. Insgesamt stimmt das Proteomprofü von DS50 nicht mit denen der Referenz -Antibiotika überein, was darauf hinweist, dass die Wirkungsweise unterschiedlich ist. Darüber hinaus führt nur DS50-Behandlung zur Induktion von PspA, einem Marker-Protein für Membranstress und YuaE, das als Antwort auf Membran-aktive Antibiotika hochreguliert wird. Darüber hinaus hat DS50 lytische Effekte auf B. subtilis Zellen in höheren Konzentrationen (Daten nicht gezeigt).
[000146] Die Erfindung wurde hier allgemein beschrieben. Jede der wenig breiteren Spezies und subgenerischen Gruppierungen, die in die allgemeine Offenbarung fallen, bilden ebenfalls einen Teil der Erfindung. Dies schließt die generische Beschreibung der Erfindung mit einer vorläufigen oder negativen Begrenzung ein, die jeglichen Gegenstand aus der Gattung entfernt, unabhängig davon, ob das ausgegrenzte Material hier speziell spezifiziert ist oder nicht. Andere Ausführungsformen sind innerhalb der folgenden Ansprüche. Zusätzlich werden, wenn Merkmale oder Aspekte der Erfindung in Bezug auf Markush-Gruppen beschrieben werden, wird der Fachmann erkennen, dass die Erfindung auch hier in Bezug auf jedes einzelne Element oder eine Untergruppe von Mitgliedern der Markush-Gruppe beschrieben wird.
[000147] Ein Fachmann würde ohne weiteres erkennen, dass die vorliegende Erfindung gut geeignet ist, die Gegenstände auszuführen und die erwähnten Enden und Vorteile sowie die darin enthaltenen Vorteile zu erhalten. Ferner ist es für einen Fachmann leicht ersichtlich, dass verschiedene Substitutionen und Modifikationen an der hierin offenbarten Erfindung vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang und dem Geist der Erfindung abzuweichen. Die Zusammensetzungen, Verfahren, Behandlungen, Moleküle und spezifischen Verbindungen, die hierin beschrieben sind, sind derzeit repräsentativ für bevorzugte Ausführungsformen und sind beispielhaft und sind nicht als Beschränkungen des Umfangs der Erfindung gedacht. Änderungen und andere Verwendungen werden dem Fachmann einfallen, die im Rahmen der Erfindung umfasst sind, und sind durch den Umfang der Ansprüche definiert. Die Auflistung oder Diskussion eines zuvor veröffentlichten Dokuments in dieser Spezifikation sollte nicht unbedingt als Anerkennung angesehen werden, dass das Dokument Teil des Standes der Technik ist oder allgemeines Wissen ist.
[000148] Die hierin veranschaulichende Erfindung kann in geeigneterweise in Abwesenheit von irgendwelchen Elementen oder Beschränkungen praktiziert werden, die hier nicht ausdrücklich offenbart sind. So sind beispielsweise die Begriffe „umfassend", „einschließlich",„enthaltend" usw., expansiv und ohne Einschränkung zu lesen. Das Wort „umfassen" oder Variationen, wie „umfasst" oder „umfassend", wird dementsprechend verstanden werden, um die Einbeziehung einer angegebenen Anzahl oder Gruppen von ganzen Zahlen, aber nicht den Ausschluss irgendeiner anderen ganzen Zahl oder Gruppe von ganzen Zahlen anzugeben. Zusätzlich wurden die hierin verwendeten Begriffe und Ausdrücke als Begriffe der Beschreibung und nicht als Beschränkung verwendet, und es besteht keine Absicht, diese Begriffe und Ausdrücke zu verwenden, um irgendwelche Äquivalente der gezeigten und beschriebenen Merkmale oder Teile davon auszuschließen, aber es sind verschiedene Modifikationen im Rahmen der beanspruchten Erfindung möglich. Somit sollte verstanden werden, dass, obwohl die vorliegende Erfindung spezifisch durch beispielhafte Ausführungsformen und optionale Merkmale offenbart worden ist, die Modifikation und die Variation der hierin verkörperten Erfindungen, von Fachleuten angegangen werden können und dass solche Modifikationen und Variationen vorliegen falls diese im Rahmen dieser Erfindung liegen.
[000149] Der Inhalt aller hierin zitierten Dokumente und Patentdokumente wird in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen.
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Claims

ANSPRUCHE
1. Ein Komplex, der die Struktur der Formel (I) besitzt
Figure imgf000056_0001
1-3 wobei
Ri, R2, R3, R4, R5 und R6 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstituiertes Alkyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Alkenyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkenyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Alkynyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkynyl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Cycloalkyl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heterocycloalkyl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Aryl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroaryl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder
unsubstitutiertes Alkylaryl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkylaryl, wobei jede dieser Gruppen bis zu 20 Kohlenstoffatome besitzt; und
Li, L2, L3, L4 und L5 unabhängig voneinander Metall-koordinierende Liganden sind, die aus der Gruppe ausgewählt sind bestehend aus neutralen Liganden, anionischen Liganden und gemischte Liganden.
2. Der Komplex nach Anspruch 1 , wobei
a) Li, L2, L3, L4 und L5 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Halo, Carbonyl, C1-C10 Alkyl, C1-C10 Alkoxy, Sulfide, Thiocyanate, Nitrate, Azide, Fluoride, Hydroxidion, H2O, Nitrite, Isothiocyanate, Acetonitril, Pyridine, Ammoniak, Triphenylphosphine, Cyanide, Kohlenstoffmonoxid, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutierte Alken, das bis zu 20 Kohlenstoffatome besitzt, Benzol, Cyclopentadienyl, Nitrosyl, Oxoligand, Sulfite, Tricyclohexylphosphan, Trimethylphosphan, Tri(o-tolyl)phosphan, Cycloheptatrien, Kohlendioxid; oder
b) zwei oder drei von Li, L2, L3, L4 und L5 verknüpft sind um ein Molekül zu bilden, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Oxalate, Ethylenediamin, 2,2'-Bipyridin, 1,10-Phenanthrolin, Acetylacetonat, Aminopolycarbonsäuren, 1,2- Bis(diphenylphosphino)ethan, 1 , 1 -Bis(diphenylphosphino)methan, Diethylenetriamin, Dimethylglyoximat, Glycin, Iminodiessigsäure, Nitrilotriessigsäure, Pyrazin, Scorpion Liganden, 2,2';6',2"-Terpyridin, Triazacyclononan, Di-(2-picolyl)amine, 2,2'-dipyridylamine, tris(2-pyridylmethyl)amine, Ν,Ν,Ν',Ν'-tetramethylethylenediamin (TMEDA), N-propyl(2- pyridyl)methanimin (NPrPMI),
Figure imgf000057_0001
wobei jedes X unabhängig voneinander H oder ein lineares oder verzweigtes Alkyl ist, das bis zu 20 Kohlenstoffatome besitzt, und
wobei LI, L2, L3, L4 und L5, die nicht mit anderen Metall-koordinierende Liganden verknüpft sind, wie in a) definiert sind.
3. Der Komplex nach Anspruch 1 oder 2, wobei L4 und L5 verknüpft sind um ein Molekül zu bilden und ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus
Figure imgf000057_0002
Figure imgf000058_0001
wobei jedes X unabhängig voneinander H oder ein lineares oder verzweigtes Alkyl ist, das bis zu 20 Kohlenstoffatome besitzt.
4. Der Komplex nach Anspruch 3, wobei L4 und L5 ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus
Figure imgf000058_0002
R2 H ist.
6. Der Komplex nach einem der Ansprüche 1-5, wobei
a) 3-R6 H sind; und/oder
b) L1-L3 CO sind.
Der Komplex nach einem der Ansprüche 1-6, wobei
Ri H, CH2-Phenyl oder
Figure imgf000058_0003
ist; und
R2 H ist; und R3-R-6 H sind; und
L1-L3 CO sind; und
L4 und L5 verknüpft sind
Figure imgf000059_0001
zu bilden; oder
Ri H, CH2-Phenyl oder
Figure imgf000059_0002
ist; und
R2 H ist; und
R3-R6 H sind; und
L1-L3 CO sind; und
L4 und L5 verknüpft sind um
Figure imgf000059_0003
zu bilden; oder
Ri H ist; und
R2 H ist; und
R3-R6 H sind; und
L1-L3 CO sind; und
L4 und L5 verknüpft sind ui
Figure imgf000059_0004
zu bilden; oder
Ri H, CH2-Phenyl oder
Figure imgf000059_0005
ist; und
R2 H ist; und
R3-R6 H sind; und
L1-L3 CO sind; und
L4 und L5 verknüpft sind um zu bilden; oder
Figure imgf000060_0001
Ri H ist; und
R2 H ist; und
R3-R6 H sind; und
L1-L3 CO sind; und
L4 und L5 verknüpft sind
Figure imgf000060_0002
zu bilden.
8. Eine pharmazeutische Zusammensetzung umfassend einen Komplex nach einem der Ansprüche 1 -7 und einen pharmazeutisch verträglichen Träger oder Hilfsstoff.
9. Ein Komplex nach einem der Ansprüche 1-7 zur Verwendung als Medikament.
10. Ein Komplex nach einem der Ansprüche 1-7 zur Verwendung in der Behandlung einer bakteriellen Infektion oder eines bakteriellen Befalls, wobei die bakterielle Infektion oder der bakterielle Befall durch ein Gram-positives Bakterium hervorgerufen wird.
11. Der Komplex zur Verwendung nach Anspruch 10, wobei das Gram-positive
Bakterium ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Bacillus oder Staphylococcus .
12. Verfahren zur Herstellung eines Komplexes, der die Struktur der Formel (II) besitzt
Figure imgf000061_0001
wobei
Ri, R3, R4, R5 und R6 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstituiertes Alkyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Alkenyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkenyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder
unsubstitutiertes Alkynyl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkynyl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Cycloalkyl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heterocycloalkyl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Aryl, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroaryl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder
unsubstitutiertes Alkylaryl, lineares oder verzweigtes, substitutiertes oder unsubstitutiertes Heteroalkylaryl, wobei jede dieser Gruppen bis zu 20 Kohlenstoffatome besitzt; und
Li, L2, L3, L4 und L5 unabhängig voneinander Metall-koordinierende Liganden sind, die aus der Gruppe augewählt sind bestehend aus neutralen Liganden, anionischen Liganden und gemischte Liganden; umfassend
in-Kontakt-bringen einer Verbindung, die die Struktur der Formel (III) besitzt
(III)
mit einer Verbindun die die Struktur der Formel (IV) besitzt
Figure imgf000061_0003
um den Komplex, der die Struktur der Formel (II) besitzt, zu bilden.
13. Verfahren zur Identifizierung eines Moleküls, das mit einem Komplex nach einem der Ansprüche 1-7 interagiert, umfassend
a) bereitstellen eines Komplex nach einem der Ansprüche 1-7, wobei R5 eine Linkergruppe ist, und
b) immobilisieren des Komplex von a) an einem festen Träger, wobei der feste Träger den Komplex über die Linkergruppe bindet;
c) in-Kontakt-bringen des immobilisierten Komplex mit einer Lösung, die die Moleküle von Interesse umfassen; und
d) ablösen der Moleküle, die mit dem immobilisierten Komplex interagieren, und
identifizieren dieser Moleküle.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Linkergruppe
Figure imgf000062_0001
(Biotin) ist, und der feste Träger Avidin und/oder
Streptavidin umfasst.
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