DE60111553T2

DE60111553T2 - Hexahydropyrazino[1'2':1,6]-pyrido[3,4-b]indole-1,4-dion-derivate zur behandlung von cardiovaskulären erkrankungen und erektionsstörungen

Info

Publication number: DE60111553T2
Application number: DE60111553T
Authority: DE
Inventors: W. Mark ORME; Scott Jason SAWYER; Alain C Daugan; F. Raymond BROWN; M. Lisa SCHULTZE
Original assignee: Lilly Icos LLC
Current assignee: Lilly Icos LLC
Priority date: 2000-10-02
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2021-09-18
Also published as: EP1325007B1; US6962918B2; JP2004510773A; ES2244659T3; DE60111553D1; CA2423280A1; US20030236263A1; WO2002028858A2; MXPA03002914A; AU2001292698A1; EP1325007A2; ATE297926T1; CA2423280C; WO2002028858A3

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Provisional U.S. Patent Application 60/237,477, eingereicht am 2. Oktober 2000.
GEBIET UND HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft eine Reihe von Verbindungen, Verfahren zur Herstellung der Verbindungen, pharmazeutische Zusammensetzungen, die die Verbindungen enthalten, und deren Verwendung als therapeutische Mittel. Insbesondere betrifft die Erfindung Verbindungen, die potente und selektive Inhibitoren von für cyclisches Guanosin-3',5'-monophosphatspezifischer Phosphodiesterase (cGMP-spezifischer PDE), insbesondere PDE5, sind und Nützlichkeit in einer Vielzahl von therapeutischen Bereichen haben, in denen einen solche Hemmung als günstig angesehen wird, einschließlich der Behandlung kardiovaskulärer Erkrankungen und errektiler Dysfunktion.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt Verbindungen mit der Formel bereit:
in der R⁰ C_1-6-Alkyl ist;
R¹ ausgewählt ist aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_2-6-Alkenyl, C_2-6-Alkinyl, C_3-8-Cycloalkyl oder C_3-8-Cycloalkyl-C_1-3-alkyl;
R² ausgewählt ist aus
R³ ausgewählt ist aus Wasserstoff oder C_1-6-Alkyl oder R¹ und R³ zusammen eine 3- oder 4-gliedrige Alkyl- oder Alkenylkettenkomponente eines 5- oder 6-gliedrigen Rings darstellen;
R^a ausgewählt ist aus Wasserstoff oder C_1-6-Alkyl;
R^c nichts ist oder ausgewählt ist aus Wasserstoff oder C_1-6-Alkyl;
W O, S oder NR^c ist; X O, S oder NR^a ist; Y CR^a oder N ist; Z CR^a, C(R^a)₂ oder NR^a ist; und q 0, 1, 2, 3 oder 4 ist, und pharmazeutisch annehmbare Salze und Solvate davon.
Vorzugsweise ist die Verbindung dargestellt durch die Formel
und pharmazeutisch annehmbare Salze und Solvate davon.
Vorteilhafterweise ist R¹ ausgewählt aus Wasserstoff, C_1-4-Alkyl oder C_3-6-Cycloalkylmethyl.
Geeigneterweise ist R³ Wasserstoff.
Vorzugsweise stellen R¹ und R³ zusammen eine 3- oder 4-gliedrige Alkylkettenkomponente dar.
Vorteilhafterweise ist R² ausgewählt aus
Geeigneterweise ist R^a ausgewählt aus Wasserstoff oder C_1-6-Alkyl.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Verbindung bereit, die ausgewählt ist aus
Es werden auch Verbindungen von Formel (I) offenbart:
in der R⁰, unabhängig, ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Halo und C_1-6-Alkyl besteht;
R¹ ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_2-6-Alkenyl, C_2-6-Alkinyl, Halo-C_1-6-alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-Cycloalkyl-C_1-3-alkyl, Aryl-C_1-3-alkyl und Hetereoaryl-C_1-3-alkyl besteht;
R² ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, Aryl-C_1-3-alkyl, C_1-3-Alkenylaryl, Halo-C_1-6-alkyl, C_1-4-AlkylenC(=O)OR^a, C_1-4-AlkylenC(=O)NR^aR^b, C_3-8-Cycloalkyl, Het, C_3-8-Cycloalkenyl, C_3-8-Heterocycloalkenyl, C_1-4-AlkylenHet, C_1-4-AlkylenQR^a, C_2-6-AlkenylenQR^a, C_1-4-AlkylenQRC_1-4-alkylenQRa,
und einem Spiro-Substituenten mit der Struktur
R³ ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Wasserstoff und C_1-6-Alkyl besteht,
oder R¹ und R³ zusammen eine 3- oder 4-gliedrige Alkyl- oder Alkenylkettenkomponente eines 5- oder 6-gliedrigen Ringes darstellen;
R^a und R^b, unabhängig, ausgewählt sind aus der Gruppe, die aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Aryl-C_1-3-alkyl, Heteroaryl-C_1-3-alkyl, C_1-3-Alkylenaryl, C_1-3-Alkylenheteroaryl und Het besteht;
R^c nichts ist oder ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Aryl-C_1-3-alkyl, Heteroaryl-C_1-3-alkyl, C_1-3-Alkylenaryl, C_1-3-Alkylenheteroaryl und Het besteht;
Het eine 5- oder 6-gliedrige heterocyclische Gruppe ist, gesättigt oder teilweise ungesättigt, die wenigstens ein Heteroatom enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel besteht, und fakultativ substituiert ist mit C_1-4-Alkyl oder C(=O)OR^a;
Q O, S oder NR^a ist;
W O, S oder NR^c ist;
X O, S oder NR^a ist;
Y CR^a oder N ist;
Z CR^a, C(R^a)₂ oder NR^c ist; und
q 0, 1, 2, 3 oder 4 ist.
Wie hierin verwendet, schließt der Begriff „Alkyl" geradkettige und verzweigte Kohlenwasserstoffgruppen ein, die die angegebene Anzahl von Kohlenstoffatomen enthalten, typischerweise Methyl-, Ethyl- und geradkettige und verzweigte Propyl- und Butylgruppen. Der Begriff „Alkyl" schließt „überbrücktes Alkyl" ein, d.h. eine bicyclische oder polycyclische C₆-C₁₆-Kohlenwasserstoffgruppe, zum Beispiel Norbornyl, Adamantyl, Bicyclo[2.2.2]octyl, Bicyclo[2.2.1]heptyl, Bicyclo[3.2.1]octyl oder Decahydronaphthyl. Der Begriff „Cycloalkyl" ist definiert als eine cyclische C₃-C₈-Kohlenwasserstoffgruppe, Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclohexyl und Cyclopentyl. Die Begriffe „Alkenyl" und „Alkinyl" sind ähnlich zum Begriff „Alkyl" definiert, mit der Ausnahme, daß die Kohlenwasserstoffgruppe eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung bzw. Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindung enthält. „Cycloalkenyl" ist ähnlich zu Cycloalkyl definiert, mit der Ausnahme, daß eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung im Ring vorliegt. Die Kohlenwasserstoffgruppe kann bis zu 16 Kohlenstoffatome enthalten.
Der Begriff „Alkylen" bezieht sich auf eine Alkylgruppe mit einem Substituenten. Der Begriff „C_1-3-Alkylenaryl" bezieht sich zum Beispiel auf eine Alkylgruppe, die ein bis drei Kohlenstoffatome enthält und mit einer Arylgruppe substituiert ist. Der Begriff „Alkenylen", wie hierin verwendet, ist ähnlich definiert und enthält die angegebene Anzahl von Kohlenstoffatomen und Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung und schließt geradkettige und verzweigte Alkenylengruppen wie Ethenylen ein.
Der Begriff „Halo" oder „Halogen" ist hierin so definiert, daß er Fluor, Brom, Chlor und Iod einschließt.
Der Begriff „Haloalkyl" ist hierin als eine Alkylgruppe definiert, die mit einem oder mehreren Halo-Substituenten substituiert ist, entweder Fluor, Chlor, Brom, Iod oder Kombinationen derselben. In ähnlicher Weise ist „Halocycloalkyl" als eine Cycloalkylgruppe mit einem oder mehreren Halo-Substituenten definiert.
Der Begriff „Aryl", allein oder in Kombination, ist hierin als eine monocyclische oder polycyclische aromatische Gruppe definiert, vorzugsweise eine monocyclische oder bicyclische aromatische Gruppe, z.B. Phenyl oder Naphthyl, die unsubstituiert oder zum Beispiel mit einem oder mehreren, insbesondere einem bis drei, Hydroxyalkyl, Alkoxy, Alkoxyalkyl, Haloalkyl, Nitro, Amino, Alkylamino, Acylamino, Alkylthio, Alkylsulfinyl und Alkylsulfonyl substituiert sein kann. Beispielhafte Arylgruppen schließen Phenyl, Naphthyl, Tetrahydro naphthyl, 2-Chlorphenyl, 3-Chlorphenyl, 4-Chlorphenyl, 2-Methylphenyl, 4-Methoxyphenyl, 3-Trifluormethylphenyl, 4-Nitrophenyl und dergleichen ein. Die Begriffe „Aryl-C_1-3-alkyl" und „Heteroaryl-C_1-3-alkyl" sind als eine Aryl- oder Heteroarylgruppe mit einem C_1-3-Alkyl-Substituenten definiert.
Der Begriff „Heteroaryl" ist hierin als ein monocyclisches oder bicyclisches Ringsystem definiert, das einen oder zwei aromatische Ringe enthält und wenigstens ein Stickstoff-, Sauerstoff- oder Schwefel-Atom in einem aromatischen Ring enthält und das unsubstituiert oder zum Beispiel mit einem oder mehreren, insbesondere einem bis drei, Substituenten substituiert sein kann, wie Halo, Alkyl, Hydroxy, Hydroxyalkyl, Alkoxy, Alkoxyalkyl, Haloalkyl, Nitro, Amino, Alkylamino, Acylamino, Alkylthio, Alkylsulfinyl und Alkylsulfonyl. Beispiele für Heteroarylgruppen schließen Thienyl, Furyl, Pyridyl, Oxazolyl, Chinolyl, Isochinolyl, Indolyl, Triazolyl, Isothiazolyl, Isoxazolyl, Imidizolyl, Benzothiazolyl, Pyrazinyl, Pyrimidinyl, Thiazolyl und Thiadiazolyl ein.
Der Begriff „Het" schließt ein 5- oder 6-gliedrige Heterocycloalkylgruppe, wie beispielsweise Morpholinyl, Piperidyl, Pyrrolidinyl oder Piperazinyl, ein.
Der Begriff „Alkoxy" ist als -OR definiert, worin R Alkyl ist.
Der Begriff „Alkoxyalkyl" ist als eine Alkylgruppe definiert, in der ein Wasserstoff durch eine Alkoxygruppe ersetzt worden ist. Der Begriff „(Alkylthio)alkyl" ist ähnlich definiert, mit der Ausnahme, daß ein Schwefelatom statt eines Sauerstoffatoms vorliegt.
Der Begriff „Hyxdroxy" ist als -OH definiert.
Der Begriff „Hydroxyalkyl" ist als eine Hydroxygruppe definiert, die an eine Alkylgruppe angehängt ist.
Der Begriff „Amino" ist als -NH₂ definiert und der Begriff „Alkylamino" ist als -NR₂ definiert, worin wenigstens ein R Alkyl ist und das zweite R Alkyl oder Wasserstoff ist.
Der Begriff „Acylamino" ist als RC(=O)N definiert, worin R Alkyl oder Aryl ist.
Der Begriff „Alkylthio" ist als -SR definiert, worin R Alkyl ist.
Der Begriff „Alkylsulfinyl" ist als R-SO₂ definiert, worin R Alkyl ist.
Der Begriff „Alkylsulfonyl" ist als R-SO₃ definiert, worin R Alkyl ist.
Der Begriff „Nitro" ist als -NO₂ definiert.
Der Begriff „Trifluormethyl" ist als -CF₃ definiert.
Der Begriff „Trifluormethoxy" ist als -OCF₃ definiert.
Der Begriff „Cyano" ist als -CN definiert.
Der Begriff „Spiro", wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine Gruppe mit zwei Kohlenstoffatomen, die direkt an das Kohlenstoffatom gebunden sind, an das R² gebunden ist.
In bevorzugten Ausführungsformen ist R² fakultativ substituiert und ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C_1-4-AlkylenQR^a, C_1-4-AlkylenQC_1-4-AlkylenQR^a, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-Cycloalkenyl, C_1-6-Alkyl,
In einer bevorzugteren Gruppe von Verbindungen von Formel (I) ist R² dargestellt durch

C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-Cycloalkenyl, C_1-6-Alkyl, C_1-4-AlkylenQR^a und C_1-4-AlkylenQC_1-4-AlkylenQR^a. Ein bevorzugtes Q ist Sauerstoff.
Besonders bevorzugte R²-Substituenten schließen

-CH₂OR^a, -CH₂OCH₂OR^a
In dieser besonderen Gruppe von Verbindungen schließen bevorzugte R^a-Substituenten Wassserstoff, C_1-6-Alkyl und Benzyl ein.
Eine besonders bevorzugte Unterklasse von Verbindungen innerhalb des allgemeinen Schutzumfanges von Formel (I) wird dargestellt durch Verbindungen von Formel (II)
Verbindungen von Formel (I) können ein oder mehrere asymmetrische Zentren enthalten und können daher als Stereoisomere existieren. Die vorliegende Erfindung schließt sowohl Mischungen als auch getrennte einzelne Stereoisomere der Verbindungen von Formel (I) ein. Verbindungen von Formel (I) können auch in tautomeren Formen existieren und die Erfindung schließt sowohl Mischungen als auch getrennte einzelne Tautomere davon ein.
Pharmazeutisch annehmbare Salze der Verbindungen von Formel (I) können Säureadditionssalze sein, die mit pharmazeutisch annehmbaren Säuren gebildet werden. Beispiele für geeignete Salze schließen die Hydrochlorid-, Hydrobromid-, Sulfat-, Bisulfat-, Phosphat-, Hydrogenphosphat-, Acetat-, Benzoat-, Succinat-, Fumarat-, Maleat-, Lactat-, Citrat-, Tartrat-, Gluconat-, Methansulfonat-, Benzolsulfonat- und p-Toluolsulfonatsalze ein, sind aber nicht hierauf beschränkt. Die Verbindungen der Formel (I) können mit Basen auch pharmazeutisch annehmbare Metallsalze, insbesondere Alkalimetallsalze und Erdalkalimetallsalze, liefern. Beispiele schließen die Natrium-, Kalium-, Magnesium- und Calciumsalze ein.
Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind potente und selektive Inhibitoren von cGMP-spezifischer PDE5. Somit sind Verbindungen von Formel (I) von Interesse zur Verwendung in der Therapie, insbesondere für die Behandlung einer Vielzahl von Zuständen, bei denen selektive Hemmung von PDE5 als günstig angesehen wird.
Phosphodiesterasen (PDEs) katalysieren die Hydrolyse von cyclischen Nukleotiden, wie etwa cyclischem Adenosinmonophosphat (cAMP) und cyclischem Guanosinmonophosphat (cGMP). Die PDEs sind in wenigstens sieben Isoenzym-Familien einklassifiziert worden und sind in vielen Geweben vorhanden (J. A. Beavo, Physiol. Rev., 75, S. 725 (1995)).
PDE5-Inhibition ist ein besonders attraktives Ziel. Ein potenter und selektiver Inhibitor von PDE5 liefert gefäßerweiternde, entspannende und diuretische Wirkungen, die alle bei der Behandlung verschiedene Erkrankungszustände günstig sind. Forschung in diesem Bereich hat zu mehreren Klassen von Inhibitoren geführt, die auf der cGMP-Basisstruktur beruhen (E. Sybertz et al., Expert. Opin. Ther. Pat., 7, S. 631 (1997)).
Die biochemischen, physiologischen und klinischen Wirkungen von PDE5-Inhibitoren legen daher deren Nützlichkeit bei einer Vielzahl von Erkrankungszuständen nahe, bei denen die Modulation von Glattmuskel-, Nieren-, Hämostase-, Entzündungs- und/oder endokriner Funktion wünschenswert ist. Die Verbindungen von Formel (I) haben daher Nützlichkeit bei der Behandlung einer Reihe von Erkrankungen, einschließlich stabiler, instabiler und varianter (Prinzmetal) Angina, Bluthochdruck, pulmonalem Hochdruck, kongestivem Herzversagen, akutem Atemnotsyndrom, akutem und chronischem Nierenversagen, Atherosklerose, Zuständen verringerter Blutgefäßdurchlässigkeit (z.B. postperkutane transluminale Koronar- oder Karotidenangioplastik oder Transplantatstenose nach Bypass-Operation), periphere Gefäßerkrankung, Gefäßstörungen, wie etwa Raynaud-Krankheit, Thrombocythämie, entzündliche Erkrankungen, Schlaganfall, Bronchitis, chronischem Asthma, allergischem Asthma, allergischer Rhinitis, Glaucom, Osteoporose, vorzeitigen Wehen, benigner Prostatahypertrophie, peptischem Ulcus, männlicher erektiler Dysfunktion, weiblicher sexueller Dysfunktion und Erkrankungen, die durch Störungen der Darmbeweglichkeit gekennzeichnet sind (z.B. Reizdarmsyndrom).
Eine besonders wichtige Verwendung ist die Behandlung männlicher erektiler Dysfunktion, die eine Form von Impotenz ist und ein häufiges medizinisches Problem ist. Impotenz kann definiert werden als das Fehlen der Kraft, beim Mann, zu kopulieren und kann eine Unfähigkeit umfassen, Peniserektion oder Ejakulation oder beides zu erreichen. Das Auftreten erektiler Dysfunktion steigt im Alter an, wobei etwa 50% der Männer über 40 an einem bestimmten Grad an erektiler Dysfunktion leiden.
Zusätzlich ist eine weitere wichtige Verwendung die Behandlung weiblicher Erregungsstörung. Weibliche Erregungsstörungen sind definiert als eine wiederkehrende Unfähigkeit, eine angemessene Gleit/Anschwellreaktion sexueller Erregung bis zum Abschluß der sexuellen Aktivität zu erreichen oder zu halten. Die Erregungsreaktion besteht aus Vasokongestion im Becken, Gleitfähigkeit der Vagina und Expansion und Anschwellen äußerer Genitalien.
Man stellt sich daher vor, daß Verbindungen von Formel (I) nützlich sind bei der Behandlung männlicher erektiler Dysfunktion und weiblicher Erregungsstörung. Somit betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von Verbindungen von Formel (I), oder einem pharmazeutisch annehmbaren Salz davon, oder einer pharmazeutischen Zusammensetzung, die eine der beiden Einheiten enthält, zur Herstellung eines Arzneimittels zur kurativen oder prophylaktischen Behandlung erektiler Dysfunktion in einem männlichen Tier und Erregungsstörung in einem weiblichen Tier, einschließlich Menschen.
Der Begriff „Behandlung" schließt Verhindern, Vermindern, Anhalten oder Umkehren des Fortschreitens oder der Schwere des Zustands oder der Symptome, der/die behandelt werden soll/sollen, ein. Als solcher schließt der Begriff „Behandlung" sowohl medizinische therapeutische und/oder prophylaktische Verabreichung, wie geeignet, ein.
Man sollte auch verstehen, daß „eine Verbindung von Formel (I)", oder ein physiologisch annehmbares Salz oder Solvat davon, als die reine Verbindung oder als eine pharmazeutische Zusammensetzung, die eine der Einheiten enthält, verabreicht werden kann.
Obgleich Verbindungen der Erfindung primär für die Behandlung sexueller Dysfunktion bei Menschen in Betracht gezogen werden, wie etwa männlicher erektiler Dysfunktion und weiblicher Erregungsstörung, können sie auch zur Behandlung anderer Erkrankungszustände verwendet werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Verbindung von Formel (I) zur Verwendung bei der Behandlung von stabiler, instabiler und varianter (Prinzmetal) Angina, Bluthochdruck, pulmonalem Hochdruck, chronischer obstruktiver Lun generkrankung, kongestivem Herzversagen, akutem Atemnotsyndrom, akutem und chronischem Nierenversagen, Atherosklerose, Zuständen verringerter Blutgefäßdurchlässigkeit (z.B. post-PTCA oder Transplantatstenose nach Bypass-Operation), periphere Gefäßerkrankung, Gefäßstörungen, wie etwa Raynaud-Krankheit, Thrombocythämie, entzündlichen Erkrankungen, Prophylaxe von Myocardinfarkt, Prophylaxe von Schlaganfall, Schlaganfall, Bronchitis, chronischem Asthma, allergischem Asthma, allergischer Rhinitis, Glaucom, Osteoporose, vorzeitigen Wehen, benigner Prostatahypertrophie, männlicher und weiblicher erektiler Dysfunktion oder Erkrankungen, die durch Störungen der Darmbeweglichkeit gekennzeichnet sind (z.B. IBS).
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung einer Verbindung von Formel (I) zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung der obengenannten Zustände und Störungen bereitgestellt.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Behandlung der obengenannten Zustände und Störungen in einem menschlichen oder nicht-menschlichen tierischen Körper bereit, welches die Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge einer Verbindung von Formel (I) an besagten Körper umfaßt.
Verbindungen der Erfindung können über jeden geeigneten Weg verabreicht werden, zum Beispiel durch orale, bukkale, Inhalations-, sublinguale, rektale, vaginale, transurethrale, nasale, topische, perkutane, d.h. transdermale, oder parenterale (einschließlich intravenöser, intramuskulärer, subkutaner und intrakoronarer) Verabreichung. Parenterale Verabreichung kann unter Verwendung einer Nadel und Spritze oder unter Verwendung einer Hochdrucktechnik, wie POWDERJECT^®, durchgeführt werden.
Orale Verabreichung einer Verbindung der Erfindung ist der bevorzugte Weg. Orale Verabreichung ist am bequemsten und vermeidet die Nachteile, die mit anderen Verabreichungswegen verbunden sind. Für Patienten, die an einer Schluckstörung oder an Beeinträchtigung der Wirkstoffabsorption nach oraler Verabreichung leiden, kann der Wirkstoff parenteral, z.B. sublingual oder bukkal, verabreicht werden.
Verbindungen und pharmazeutische Zusammensetzungen, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, schließen diejenigen ein, bei denen der aktive Inhaltsstoff in einer effektiven Menge verabreicht wird, um seinen beabsichtigten Zweck zu erreichen. Genauer gesagt bedeutet eine „therapeutisch wirksame Menge" eine Menge, die darin wirksam ist, die Entwicklung der existierenden Symptome der zu behandelnden Person zu verhindern oder diese Symptome zu lindern. Die Bestimmung der wirksamen Mengen liegt innerhalb der Fähigkeiten der Fachleute, insbesondere im Lichte der hierin bereitgestellten detaillierten Offenbarung.
Eine „therapeutisch wirksame Dosis" bezieht sich auf diejenige Menge der Verbindung, die dazu führt, die gewünschte Wirkung zu erzielen. Toxizität und therapeutische Wirksamkeit solcher Verbindungen können mit pharmazeutischen Standardverfahren in Zellkulturen oder Versuchstieren bestimmt werden, z.B. zur Bestimmung der LD₅₀ (der Dosis, die für 50% der Population letal ist) und der ED₅₀ (der Dosis, die bei 50% der Population therapeutisch wirksam ist). Das Dosisverhältnis zwischen toxischen und therapeutischen Wirkungen ist der therapeutische Index, der als das Verhältnis zwischen LD₅₀ und ED₅₀ ausgedrückt wird. Verbindungen, die hohe therapeutische Indizes zeigen, sind bevorzugt. Die aus solchen Daten erhaltenen Daten können verwendet werden bei der Formulierung eines Dosierungsbereichs zur Verwendung beim Menschen. Die Dosierung solcher Verbindungen liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von zirkulierenden Konzentrationen, die die ED₅₀ mit wenig oder keiner Toxizität einschließen. Die Dosierung kann innerhalb dieses Bereichs in Abhängigkeit von der eingesetzten Dosierungsform und dem verwendeten Verabreichungsweg variieren.
Die exakte Formulierung, der Verabreichungsweg und die Dosierung können vom einzelnen Arzt angesichts des Zustandes des Patienten ausgewählt werden. Dosierungsmenge und -intervall können individuell eingestellt werden, um Plasmaspiegel der aktiven Einheit zu liefern, die ausreichend sind, um die therapeutischen Wirkungen aufrechtzuerhalten.
Die verabreichte Menge an Zusammensetzung hängt ab von der zu behandelnden Person, vom Gewicht der Person, von der Schwere des Leidens, der Art der Verabreichung und der Beurteilung des verschreibenden Arztes.
Genauer liegen orale Dosierungen einer Verbindung von Formel (I), zur Verabreichung an einen Menschen bei der kurativen und prophylaktischen Behandlung der oben identifizierten Zustände und Störungen, bei etwa 0,5 bis etwa 1000 mg täglich für einen durchschnittlichen erwachsenen Patienten (70 kg). Somit enthalten einzelne Tabletten oder Kapseln, für einen typischen erwachsenen Patienten, 0,2 bis 500 mg aktive Verbindung, in einem geeigneten pharmazeutischen annehmbaren Vehikel oder Trägerstoff zur Verabreichung in einzelnen oder mehreren Dosen, einmal oder mehrmals pro Tag. Dosierungen für intravenöse, bukkale oder sublinguale Verabreichung liegen typischerweise bei 0,1 bis 500 mg pro Einzeldosis, nach Erfordernis. In der Praxis bestimmt der Arzt das aktuelle Dosierungsregime, das für einen individuellen Patienten am geeignetsten ist, und die Dosierung variiert mit dem Alter, dem Gewicht und der Reaktion des bestimmten Patienten. Die obigen Dosierungen sind beispielhaft für den durchschnittlichen Fall, es kann aber individuelle Fälle geben, in denen höhere oder niedrigere Dosierungen angebracht sind, und solche liegen innerhalb des Schutzumfangs dieser Erfindung.
Für die menschliche Verwendung kann eine Verbindung der Formel (I) allein verabreicht werden, wird aber im allgemeinen in Vermischung mit einem pharmazeutischen Trägerstoff verabreicht, der im Hinblick auf den beabsichtigten Verabreichungsweg und die pharmazeutische Standardpraxis ausgewählt wird. Pharmazeutische Zusammensetzung zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung können somit in einer herkömmlichen Art und Weise unter Verwendung eines oder mehrerer physiologisch annehmbarer Trägerstoffe formuliert wer den, die Füllstoffe und Hilfsstoffe umfassen, die die Verarbeitung von Verbindungen von Formel (I) zu Zubereitungen erleichtern, die pharmazeutisch verwendet werden können.
Diese pharmazeutischen Zusammensetzungen können auf eine herkömmliche Art und Weise hergestellt werden, z.B. mit herkömmlichen Misch-, Lösungs-, Granulier-, Drageeherstellungs-, Zerreib-, Emulgier-, Einkapselungs-, Einschließungs- oder Lyophilisierungsverfahren. Die richtige Formulierung hängt vom ausgewählten Verabreichungsweg ab. Wenn eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung der vorliegenden Erfindung oral verabreicht wird, liegt die Zusammensetzung typischerweise in Form einer/eines Tablette, Kapsel, Pulvers, Lösung oder Elixiers vor. Wenn sie in Tablettenform verabreicht wird, kann die Zusammensetzung zusätzlich einen festen Trägerstoff enthalten, wie etwa eine Gelatine oder ein Adjuvans. Die Tablette, die Kapsel und das Pulver enthalten etwa 5% bis etwa 95% Verbindung der vorliegenden Erfindung und vorzugsweise von etwa 25% bis etwa 90% Verbindung der vorliegenden Erfindung. Wenn sie in flüssiger Form verabreicht wird, kann ein flüssiger Trägerstoff zugesetzt werden, wie etwa Wasser, Petroleum oder Öle tierischen oder pflanzlichen Ursprungs. Die flüssige Form der Zusammensetzung kann weiter physiologische Kochsalzlösung, Dextrose- oder andere Saccharidlösungen oder Glykole enthalten. Wenn sie in flüssiger Form verabreicht wird, enthält die Zusammensetzung etwa 0,5 bis etwa 90 Gew.-% einer Verbindung der vorliegenden Erfindung und vorzugsweise etwa 1% bis etwa 50% einer Verbindung der vorliegenden Erfindung.
Wenn eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung der vorliegenden Erfindung durch intravenöse, kutane oder subkutane Injektion verabreicht wird, liegt die Zusammensetzung in Form einer pyrogenfreien, parenteral annehmbaren wäßrigen Lösung vor. Die Herstellung solcher parenteral annehmbaren Lösungen, die pH, Isotonizität, Stabilität und dergleichen angemessen berücksichtigt, liegt innerhalb des Fachwissens. Eine bevorzugt Zusammensetzung zur intravenösen, kutanen oder subkutanen Injektion enthält typischerweise, zusätzlich zu einer Verbindung der vorliegenden Erfindung, ein isotonisches Vehikel.
Für orale Verabreichung können die Verbindungen leicht formuliert werden, indem eine Verbindung von Formel (I) mit aus dem Stand der Technik gut bekannten pharmazeutischen annehmbaren Trägerstoffen zusammengebracht wird. Solche Trägerstoffe ermöglichen, die vorliegenden Verbindungen als Tabletten, Pillen, Dragees, Kapseln, Flüssigkeiten, Gels, Sirupe, Aufschlämmungen, Suspensionen und dergleichen zur oralen Aufnahme durch einen zu behandelnden Patienten zu formulieren. Pharmazeutische Zubereitungen für orale Verwendung können erhalten werden, indem eine Verbindung von Formel (I) mit einem festen Füllstoff zugegeben wird, fakultativ eine resultierende Mischung vermahlen wird und die Mischung von Granülen, nach Zugabe geeigneter Hilfsstoffe, falls gewünscht, verarbeitet wird, um Tabletten oder Drageekerne zu erhalten. Geeignete Füllstoffe schließen zum Beispiel Füller und Cellulosezubereitungen ein. Falls gewünscht können Desintegrationsmittel zugesetzt werden.
Für Verabreichung durch Inhalation werden Verbindungen der vorliegenden Verbindung geeigneterweise in Form einer Aerosolspraypräsentation aus unter Druck stehenden Packungen oder einem Vernebelungsgerät unter Verwendung eines geeigneten Treibmittels zugeführt. Im Falle eines unter Druck stehenden Aerosols kann die Dosierungseinheit durch Bereitstellen eines Ventils, um eine abgemessene Menge zuzuführen, bestimmt werden. Kapseln und Patronen, z.B. Gelatine, zur Verwendung in einem Inhalator oder Insufflator können formuliert werden, die ein Pulvergemisch aus der Verbindung und einer geeigneten Pulverbasis, wie etwa Lactose oder Stärke, enthalten.
Die Verbindungen können für parenterale Verabreichung durch Injektion, z.B. durch Bolusinjektion oder kontinuierliche Infusion, formuliert werden. Formulierungen für Injektion können in Dosiseinheitsform, z.B. in Ampullen, oder in Mehrfachdosisbehältern, mit einem zusätzlichen Konservierungsstoff, präsentiert werden. Die Zusammensetzungen können solche Formen wie Suspensionen, Lösungen oder Emulsionen in öligen oder wäßrigen Vehikeln annehmen und können Formulationshilfsstoffe, wie etwa Suspensions-, Stabilisierungs- und/oder Dispergiermittel enthalten.
Pharmazeutische Formulierungen für parenterale Verabreichung schließen wäßrige Lösungen der aktiven Verbindungen in wasserlöslicher Form ein. Zusätzlich können Suspensionen der aktiven Verbindung als geeignete ölige Injektionssuspensionen hergestellt werden. Geeignete lipophile Lösemittel oder Vehikel schließen Fettöle oder synthetische Fettsäureester ein. Wäßrige Injektionssuspensionen können Substanzen enthalten, die die Viskosität der Suspension erhöhen. Fakultativ kann die Suspension auch geeignete Stabilisatoren oder Mittel, die die Löslichkeit der Verbindungen erhöhen und die Herstellung hochkonzentrierter Lösungen ermöglichen, enthalten. Alternativ kann eine vorliegende Zusammensetzung in Pulverform für Konstitution mit einem geeigneten Vehikel, z.B. sterilem pyrogenfreien Wasser, vor Gebrauch vorliegen.
Verbindungen der vorliegenden Erfindung können auch in rektalen Zusammensetzungen formuliert werden, wie etwa Suppositorien oder Retensionseinläufe, die z.B. herkömmliche Suppositoriengrundstoffe enthalten. Zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Formulierungen können die Verbindungen auch als eine Depotzubereitung formuliert werden. Solche langwirkenden Formulierungen können durch Implantation (zum Beispiel subkutan oder intramuskulär) oder durch intramuskuläre Injektion verabreicht werden. So können die Verbindungen zum Beispiel mit geeigneten Polymeren oder hydrophoben Materialien (zum Beispiel als eine Emulsion in einem annehmbaren Öl) oder Ionenaustauschharzen oder als kaum lösliche Derivate, zum Beispiel als ein kaum lösliches Salz, formuliert werden.
Viele Verbindungen der vorliegenden Erfindung können als Salze mit pharmazeutisch kompatiblen Gegenionen bereitgestellt werden. Solche pharmazeutisch annehmbaren Basenadditionssalze sind diejenigen Salze, die die biologische Wirksamkeit und Eigenschaften der freien Säuren beibehalten und die durch Reaktion mit geeigneten anorganischen oder organischen Basen erhalten werden.
Insbesondere kann eine Verbindung von Formel (I) oral, bukkal oder sublingual in Form von Tabletten, die Füllstoffe, wie etwa Stärke oder Lactose, enthalten, oder in Kapseln oder Ovu lis, entweder allein oder in Vermischung mit Füllstoffen, oder in Form von Elixieren oder Suspensionen, die Geschmacksstoffe oder Färbemittel enthalten, verabreicht werden. Solche flüssigen Zubereitungen können mit pharmazeutisch annehmbaren Zusatzstoffen, wie etwa Suspensionsmitteln, hergestellt werden. Eine Verbindung kann auch parenteral injiziert werden, zum Beispiel intravenös, intramuskulär, subkutan oder intrakoronar. Für parenterale Verabreichung wird die Verbindung am besten in Form einer sterilen wäßrigen Form verwendet, die weitere Substanzen enthalten kann, zum Beispiel Salze oder Monosaccharide, wie etwa Mannitol oder Glucose, um die Lösung mit Blut isotonisch zu machen.
Für Veterinärgebrauch wird eine Verbindung von Formel (I) oder ein ungiftiges Salz davon als eine geeignet annehmbare Formulierung gemäß normaler tierärztlicher Praxis verabreicht. Der Tierarzt kann das Dosierungsregime und den Verabreichungsweg, das/der für ein bestimmtes Tier am geeignetsten ist, leicht bestimmen.
So stellt die Erfindung in einem weiteren Aspekt eine pharmazeutische Zusammensetzung bereit, die eine Verbindung der Formel (I) zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Verdünnungsstoff oder Trägerstoff dafür umfaßt. Durch die vorliegende Erfindung wird weiter ein Verfahren zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung bereitgestellt, die eine Verbindung von Formel (I) umfaßt, wobei das Verfahren umfaßt, daß eine Verbindung von Formel (I) zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Verdünnungsstoff oder Trägerstoff dafür vermischt wird.
In einer besonderen Ausführungsform schließt die Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung zur kurativen oder prophylaktischen Behandlung erektiler Dysfunktion in einem männlichem Tier oder Erregungsstörung in einem weiblichem Tier, einschließlich Menschen, ein, die eine Verbindung von Formel (I) oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz davon zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Verdünnungsstoff oder Trägerstoff umfaßt.
Verbindungen von Formel (I) können mit jeder geeigneten Methode, die im Stand der Technik bekannt ist, oder mit den folgenden Verfahren, die Teil der vorliegenden Erfindung bilden, hergestellt werden. In den Verfahren unten sind R⁰, R¹, R² und R³ wie definiert in Strukturformel (I) oben. Insbesondere offenbart Daugan U.S.-Patent Nr. 5,859,006, hierin durch Bezugnahme miteinbezogen, die Herstellung einer Verbindung von Strukturformel (III).
Kurz gesagt wurde die Verbindung von Strukturformel (III), d.h. das cis-Isomer der Zwischenprodukte 1 und 2 von Daugan U.S.-Patent Nr. 5,859,006 gemäß dem folgenden Reaktionsschema hergestellt:
Eine Verbindung von Strukturformel (I) wird in ähnlicher Weise durch Umsetzen eines Tryptophanesters, oder eines Tryptophanesters, der mit geeigneten R⁰-Substituenten substituiert ist, mit einem geeigneten Aldehyd, um den gewünschten R²-Substituenten bereitzustellen, hergestellt. Das resultierende Produkt wird dann durch Reaktion mit einem geeigneten Amin cyclisiert, um eine Verbindung von Strukturformel (I) bereitzustellen. Die Cyclisierungsreaktion ist in Daugan U.S.-Patent Nr. 5,859,006 offenbart.
In der Synthese von Verbindungen von Strukturformel (I) können Schutzverbindungen und Schutzgruppen, wie Benzylchlorformiat und Trichlorethylchlorformiat, die den Fachleuten gut bekannt sind, verwendet werden. Solche Schutzgruppen sind zum Beispiel in T. W. Greene et al. „Protective Groups in Organic Synthesis, Third Edition," John Wiley and Sons, Inc., NY, NY (1999) offenbart. Die Struktur einer Verbindung von Strukturformel (I) kann durch Verwendung eines geeigneten Aldehyds variiert werden, um die Identität von R² zu verändern, oder durch Verwendung eines Halo- oder Alkylphenyl-substituierten Trypthophanesters.
Verbindungen von Formel (I) können in andere Verbindungen von Formel (I) umgewandelt werden. So kann es zum Beispiel, wenn eine Verbindung einen substituierten aromatischen Ring enthält, möglich sein, eine weitere geeignet substituierte Verbindung von Formel (I) herzustellen. Beispiele für geeignete Interkonversionen schließen OR^a zu Hydroxy mit geeigneten Mitteln (z.B. unter Verwendung eines Agens wie etwa SnCl₂ oder eines Palladium-Katalysators wie Palladium-auf-Kohlenstoff) oder Amino zu substituiertem Amino, wie etwa Alkylamin, unter Verwendung von Standardacylierungs- oder -sulfonierungsbedingungen ein, sind aber nicht hierauf beschränkt.
Verbindungen von Formel (I) können mit der obigen Methode als individuelle Stereoisomere aus dem geeigneten Stereoisomer von Formel (III) oder als eine razemische Mischung aus der geeigneten razemischen Verbindung von Formel (III) hergestellt werden. Die individuellen Stereoisomere der Verbindungen der Erfindung können als Razematen durch Auflösung unter Verwendung von im Stand der Technik bekannten Methoden zur Trennung razemischer Mischungen in ihre konstituierenden Stereoisomere hergestellt werden, zum Beispiel durch Verwendung von HPLC auf einer chiralen Säule, wie etwa Hypersil-Naphthylharnstoff oder durch Verwendung der Trennung von Salzen von Stereoisomeren. Verbindungen der Erfindung können in Assoziation mit Lösemittelmolekülen durch Kristallisation aus, oder Verdampfung von, einem geeigneten Lösemittel isoliert werden.
Die pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalze der Verbindungen von Formel (I), die ein basisches Zentrum enthalten, können in einer herkömmlichen Art und Weise hergestellt werden. Eine Lösung der freien Base kann zum Beispiel mit einer geeigneten Säure, entweder rein oder in einer geeigneten Lösung, behandelt und das resultierende Salz entweder durch Filtration oder durch Verdampfung des Reaktionslösemittels unter Vakuum isoliert werden. Pharmazeutisch annehmbare Basenadditionssalze können in einer analogen Art und Weise durch Behandlung einer Lösung von Formel (I) mit einer geeigneten Base erhalten werden. Beide Typen von Salz können unter Verwendung von Ionenaustauschtechniken hergestellt oder interkonvertiert werden. So wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung von Formel (I) oder eines Salzes oder Solvates (z.B. Hydrates) bereitgestellt.
Die folgenden Abkürzungen werden im weiteren in den beigefügten Beispielen verwendet: rt (Raumtemperatur), min (Minute), h (Stunde), g (Gramm), mmol (Millimol), m.p. (Schmelzpunkt), Äq. (Äquivalente), 1 (Liter), ml (Milliliter), μl (Mikroliter), DMSO (Dimethylsulfoxid), CH₂Cl₂ (Dichlormethan), CHCl₃ (Chloroform), TFA (Trifluoressigsäure), EtOH (Ethanol), McOH (Methanol), Et₃N (Triethylamin), MeNH₂ (Methylamin), DMF (Dimethylformamid), EtOAc (Ethylacetat), S₈ (Schwefel), DIPEA (Diisopropylethylamin), MOM-Cl (Chlormethylmethylether), TSOH (p-Toluolsulfonsäure), NaHCO₃ (Natriumbicarbonat), Na₂SO₄ (Natriumsulfat), AcOH (Essigsäure), HCl (Salzsäure), LiAlH₄ (Lithiumaluminiumhydrid), Et₂O (Diethylether), PCC (Pyridiniumchlorchromat), Al₂O₃ (Aluminiumoxid), i-PrOH (Isopropylalkohol) und THF (Tetrahydrofuran).
Allgemeine Synthese einer Verbindung von Formel (I)
Die folgende Sequenz veranschaulicht einen allgemeinen Weg zu Verbindungen von Strukturformel (I), worin R²
ist.
Ähnliche Synthesewege können verwendet werden, um andere Verbindungen von Strukturformel (I) zu synthetisieren.
Der allgemeine Syntheseweg ist analog zu dem Weg, der in U.S.-Patent Nr. 5,859,006 offenbart ist, das durch Bezugnahme mit einbezogen ist. Insbesondere wird ein Tryptophanester (IV) einer Pictet-Spengler-Reaktion mit einem geeigneten Aldehyd, wie etwa zum Beispiel (V), in Gegenwart von Trifluoressigsäure (TFA) unterzogen, um ein β-Carbolin (VI) zu liefern. Acylierung mit Chloracetylchlorid liefert eine N-derivatisierte Verbindung (VII), die ihrerseits mit einem gewünschten primären Amin (RHN₂) behandelt wird, um eine Diketopiperazinverbindung (VIII) von Strukturformel (I) zu liefern.
Das folgende veranschaulicht spezifische Beispiele für Verbindungen von Strukturformel (I) und Synthesewege zu einigen dieser Strukturen.
Darstellung der Beispiele 1–14
Die folgenden Beispiele 1–14 wurden mit dem oben beschriebenen allgemeinen Syntheseschema hergestellt. Die Details jedes Schritts im obigen Syntheseschema sind im U.S.-Patent Nr. 5,849,006 offenbart.
Darstellung von Beispiel 1
Beispiel 1
Beispiel 2
Beispiel 1 wurde aus dem folgenden Zwischenprodukt 1 hergestellt. Beispiel 2 wurde aus dem folgenden Zwischenprodukt 2 hergestellt.
Zwischenprodukt 1
Zwischenprodukt 2
Darstellung von (1R,3S)- und (1S,3S)-1-Benzofuran-2-yl-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethylester (Zwischenprodukte 1 und 2)
Unter Verwendung von Benzofuran-2-carbaldehyd als dem Ausgangs-Aldehyd wurden die Zwischenprodukte 1 und 2 mit demselben Verfahren hergestellt, das unten für (1R,3S)- und (1S,3S)-1-(3-Methylbenzo[b]thiophen-2-yl)-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethylester (Zwischenprodukte 3 und 4) beschrieben ist. Die rohe Mischung von Diasteromeren wurde durch Chromatographie (Chiralcel OD-H-Säule, 60% Heptan, 40% Ethanol) getrennt, um 2,5 g (56%) (1R,3S)-1-Benzofuran-2-yl-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethylester (Zwischenprodukt 1) und 920 mg (20%) (1S,3S)-1-Benzofuran-2-yl-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethylester (Zwischenprodukt 2) als Schäume zu liefern.
(1R,3S)-1-Benzofuran-2-yl-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethylester (Zwischenprodukt 1): ¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 10,9 (s, 1H), 7,6–6,95 (m, 8H), 6,56 (s, 1H), 5,52 (d, J = 4 Hz, 1H), 3,93 (m, 1H), 3,7 (s, 3H), 3,06 (dd, J = 5,15 Hz, 1H), 2,8 (dd, J = 10,15 Hz, 1H); MS ES + m/e 347,2 (p + 1), ES – m/e 345,2 (p – 1).
(1S,3S)-1-Benzofuran-2-yl-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethylester (Zwischenprodukt 2): ¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 10,66 (s, 1H), 7,7–6,95 (m, 8H), 6,9 (s, 1H), 5,55 (d, J = 6 Hz, 1H), 3,9 (m, 1H), 3,64 (s, 3H), 3,05 (m, 1H), 2,85 (dd, J = 2,10 Hz, 1H); MS ES + m/e 347,2 (p + 1), ES – m/e 345,2 (p – 1).
Darstellung von (6R,12aS)-6-Benzofuran-2-yl-2-methyl-2,3,6,7,12,12a-hexahydropyrazino[1',2':1,6]pyrido[3,4-b]indol-1,4-dion (Beispiel 1)
Beispiel 1 wurde aus Zwischenprodukt 1 (2,66 mmol), Triethylamin (1 ml) und Chloracetylchlorid (2,7 mmol) in Tetrahydrofuran (25 ml) hergestellt. Die Mischung wurde für 18 Stunden ohne Kühlung gerührt. Die Mischung wurde dann mit Ethylacetat verdünnt, einmal mit Wasser, einmal mit 1 N Salzsäure, einmal mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen, dann getrocknet (Natriumsulfat), filtriert und im Vakuum konzentriert. Das Rohmaterial wurde durch Chromatographie (Silicagel, 50% Etyhlacetat, 50% Hexane, dann Ethylacetat) gereinigt, um 852 mg (30%) von Beispiel 1 als einen Feststoff zu liefern: mp 195–198°C.
¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 11,6 (s, 1H), 7,65–7,0 (m, 9H), 4,4 (dd, J = 4,13 Hz, 1H), 4,2 (ABq, J = 18,65 Hz), 3,32 (dd, J = 4,13 Hz, 1H), 3,05 (dd, J = 13,5 Hz, 1H), 2,82 (s, 3H), MS ES + m/e 386,3 (p + 1), ES – m/e 384,3 (p – 1); IR (KBr, cm^–1) 1729, 1663, 1462.
Beispiel 2 wurde mit demselben Verfahren wie Beispiel 1 aus Zwischenprodukt 2 hergestellt.
Darstellung von Beispiel 3
Beispiel 3, (6S,12aR)-6-Benzofuran-2-yl-2-methyl-2,3,6,7,12,12a-hexahydropyrazino-[1',2':1,6]-pyrido[3,4-b]indol-1,4-dion, wurde aus Zwischenprodukt 3 mit demselben Verfahren hergestellt, das oben für Beispiel 1 angegeben ist. Das Rohmaterial wurde durch Chromatographie (Silicagel, 30% Ethylacetat, 70% Hexane) gereinigt, um 540 mg (52%) von Beispiel 3 als einen schmutzig-weißen Feststoff zu liefern: mp 265–268°C. ¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 11,23 (s, 1H), 7,54 (m, 2H), 7,44 (d, J = 8 Hz, 1H), 7,33 (d, J = 8 Hz, 1H), 7,18 (m, 2H), 7,05 (m, 2H), 6,73 (s, 1H), 6,51 (s, 1H), 4,39 (dd, J = 4,11 Hz, 1H), 4,26 (d, J = 17 Hz, 1H), 3,98 (d, J = 17 Hz, 1H), 3,59 (dd, J = 4,15 Hz, 1H), 3,02 (m, 4H). MS ES + m/e = 386 (p + 1). Analyse: Berechnet für C₂₃H₁₉N₃O₃: C, 71,67; H, 4,96; N, 10,90. Gefunden: C, 71,61; H, 4,82; N, 10,72.
Zwischenprodukt 3
Darstellung von (1R,3R)- und (1S,3R)-1-Benzofuran-2-yl-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethylester (Zwischenprodukte 3 und 4). Kondensation von (R)-(+)-Tryptophan mit Benzofuran-2-carbaldehyd erzeugte Zwischenprodukte 3 und 4 mit demselben Verfahren, das oben für Zwischenprodukte 1 und 2 beschrieben ist. Die rohe Mischung von Diastereomeren wurden durch Chromatographie (Biotage 75M, 20% Ethylacetat/80% Hexane) getrennt, um 2,85 g (44%) (1R,3R)-1-Benzofuran-2-yl-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethylester (Zwischenprodukt 4) und 950 mg (15%) (1S,3R)-1-Benzofuran-2-yl-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethylester (Zwischenprodukt 3) als Schäume zu liefern.
(1S,3R)-1-Benzofuran-2-yl-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethylester (Zwischenprodukt 3): ¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 10,66 (s, 1H), 7,64 (m, 1H), 7,25 (m, 3H), 7,02 (m, 2H), 6,88 (s, 1H), 5,55 (s, 1H), 3,93 (m, 1H), 3,67 (s, 3H), 3,03 (m, 1H), 2,82 (m, 1H); TOF MS ES+ exakte Masse berechnet für C₂₁H₁₉N₂O₃ (p + 1): m/z – 347,1396. Gefunden: 347,1369.
Beispiel 4
Beispiel 4 wurde in einer identischen Art und Weise wie Beispiel 3 aus Zwischenprodukt 4 hergestellt.
Zwischenprodukt 4 (1R,3R)-1-Benzofuran-2-yl-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethylester (Zwischenprodukt 4): ¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 10,87 (s, 1H), 7,55 (5, J = 7 Hz, 1H), 7,47 (d, J = 7 Hz, 1H), 7,26 (m, 3H), 7,01 (m, 2H), 6,56 (s, 1H), 5,43 (s, 1H), 3,90 (m, 1H), 3,66 (s, 3H), 3,07 (dd, J = 4,15 Hz, 1H), 2,80 (m, 1H); TOF MS ES+ exakte Masse berechnet für C₂₀H₁₉N₂O₃ (p + 1): m/z = 347,1382. Gefunden: 347,1382.
Darstellung der Beispiele 5 und 6
Beispiel 5
Beispiel 6
Beispiel 5 wurde aus dem folgenden Zwischenprodukt 5 hergestellt. Beispiel 6 wurde aus dem folgenden Zwischenprodukt 6 hergestellt.
Zwischenprodukt 5
Zwischenprodukt 6
Darstellung von (1R,3S)- und (1S,3S)-1-(3-Methyl-benzo[b]thiophen-2-yl)-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethylester
(Zwischenprodukte 5 und 6)
Eine wäßrige Lösung von (S)-(–)-Tryptophan-Hydrochlorid (1,45 g, 5,7 mmol) wurde mit einer gesättigten Natriumbicarbonatlösung alkalisch gemacht und mit Ethylacetat extrahiert.
Der Extrakt wurde einmal mit wäßriger Natriumchloridlösung gewaschen, getrocknet (Natriumsulfat), filtriert und im Vakuum konzentriert. Die freie Base wurde in Chloroform (50 ml) gelöst und mit 3-Methylbenzo[b]thiophen-2-carbaldehyd (1,0 g, 5,7 mmol) und Trifluoressigsäure (21,2 mmol, 1,32 g) behandelt. Die resultierende Mischung wurde dann für 3 Stunden auf Rückfluß erhitzt. Die Lösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, einmal mit gesättigter Natriumbicarbonatlösung gewaschen, getrocknet (Natriumsulfat), filtriert und im Vakuum konzentriert, um eine Mischung von zwei Diastereomeren zu liefern. Die Isomere wurden durch Chromatographie (Silicagel, 30% Ethylacetat:Hexane) getrennt, um 700 mg (38%) (1R,3S)-1-(3-Methylbenzo[b]thiophen-2-yl)-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethylester (Zwischenprodukt 5) und 400 mg (19%) (1R,3S)-1-(3-Methylbenzo[b]thiophen-2-yl)-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethyl-ester (Zwischenprodukt 6) zu ergeben.
Zwischenprodukt 5: ¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 10,04 (s, 1H), 7,8–6,9 (m, 8H), 5,92 (d, J = 2 Hz, 1H), 4,1 (dd, J = 5,10 Hz, 1H), 3,65 (s, 3H), 3,45 (t, J = 9 Hz, 1H), 3,03 (dq, J = 5,15 Hz, 2H), 2,5 (s, 3H); MS ES + m/e 377,1 (p + 1), ES – m/e 375,2 (p – 1).
(1R,3S)-1-(3-Methylbenzo[b]thiophen-2-yl)-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethylester (Zwischenprodukt 6): ¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 10,4 (s, 1H), 7,9–6,9 (m, 8H), 5,85 (br s, 1H), 4,0 (m, 1H), 3,75 (s, 3H), 3,0 (br s, 1H), 2,95 (dd, J = 6,10 Hz, 2H), 2,5 (s, 3H); ME ES + m/e 377,1 (p + 1), ES – m/e 375,2 (p – 1).
Beispiel 5, (6R,12aS)-2-Methyl-6-(e-methylbenzo[b]thiophen-2-yl)-2,3,6,7,12,12a-hexahydro-pyrazino[1',2':1,6]pyrido[3,4-b]indol-1,4-dion, wurde mit derselben Methode hergestellt, wie oben für Beispiel 1 angegeben ist. Der Rückstand wurden in Tetrahydrofuran (20 ml) und Wasser (5 ml) gelöst. Eine Lösung von 2 M Methylamin in Tetrahydrofuran (5 ml, 20 mmol) wurde zugegeben und die Reaktion wurde bei Rückfluß für 30 Minuten erhitzt. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur wurde das Lösemittel verdampft und der Rückstand wurde mit Methylacetat verdünnt. Ein kristalliner Feststoff bildete sich und wurde abfiltriert, um 220 mg (20%) von Beispiel 3 als einen farblosen Feststoff zu ergeben: mp 230–234°C. ¹H-NMR (DMSO-d₆): δ 11,07 (s, 1H), 7,9–7,0 (m, 9H), 4,5 (dd, J = 4,13 Hz, 1H), 3,06 (dd, J = 13,4 Hz, 1H), 2,82 (s, 3H), 2,56 (s, 3H); MS ES + m/e 416,1 (p + 1), ES – m/e 414,2 (p – 1); IR (KBr, cm^–1) 1728, 1677, 1649.
Beispiel 6 wurde in einer zu Beispiel 5 identischen Art und Weise aus Zwischenprodukt 6 hergestellt.
Beispiele 7 und 8 werden in einer zu Beispiel 5 und 6 identischen Art und Weise aus Zwischenprodukten 7 und 8 hergestellt.
Zwischenprodukt 7
Zwischenprodukt 8
Beispiel 7
Beispiel 8
Darstellung von (1S,3R)- und (1R,3R)-1-(3-Methylbenzo[b]thiophen-2-yl)-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethylester
(Zwischenprodukte 7 und 8)
Eine wäßrige Lösung von (R)-(+)-Tryptophanmethylester-Hydrochlorid (5,5 g, 19,6 mmol) wurde mit gesättigter Natriumbicarbonatlösung basisch gemacht und mit Ethylacetat extrahiert. Der Extrakt wurde mit dem Wasser gewaschen, getrocknet (Magnesiumsulfat), filtriert und im Vakuum konzentriert, um ein gelbes Öl (3,72 g) herzustellen. Die freie Base wurde in Chloroform (75 ml) gelöst, gefolgt von Zugabe von 3-Methylbenzo[b]thiophen-2-carboxaldehyd (3,0 g, 17,0 mmol) und Trifluoressigsäure (3,0 ml). Die Lösung wurde bei 25°C für 14 Stunden und bei Rückfluß für 1 Stunde gerührt. Die Lösung wurde abgekühlt und mit Ethylacetat (200 ml) verdünnt. Die Lösung wurde dreimal mit Ethylacetat (100 ml) extrahiert, dann wurden die vereinigten Extrakte getrocknet (Magnesiumsulfat), filtriert und im Vakuum konzentriert, um zwei Diastereomere zu ergeben. Die Isomere wurden durch Chromatographie (Silicagel, 20% Ethylacetat/80% Hexane) getrennt, um 1,92 g (30%) (1S,3R)-1-(3-Methylbenzo[b]thiophen-2-yl)-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethylester und 1,68 g (27%) (1R,3R)-1-(3-Methylbenzo[b]thiophen-2-yl)-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethylester zu ergeben.
Zwischenprodukt 7:

¹H-NMR (DMSO-d₆) δ: 10,51 (s, 1H), 7,82 (t, J = 6,22 Hz, 2H), 7,37 (m, 3H), 7,21 (d, J = 6,95 Hz, 1H), 6,99 (q, J = 8,14 Hz, 2H), 5,90 (s, 1H), 3,98 (m, 1H), 3,75 (s, 3H), 3,20 (m, 1H), 3,06 (m, 1H), 2,84 (m, 1H), 2,53 (s, 3H); MS ES + m/e 377,1 (p + 1). Anal. Berechnet für C₂₂H₁₉N₂O₂S: C, 70,18; H 5,35; N 7,44.

Zwischenprodukt 8:

¹H NMR (DMSO-d₆) δ: 10,54 (s, 1H), 7,81 (d, J = 8 Hz, 1H), 7,32 (m, 3H), 7,20 (d, J = 7,6 Hz, 1H), 7,01 (m, 2H), 5,93 (s, 1H), 4,10 (m, 1H), 3,64 (s, 3H), 3,43 (m, 1H), 3,07 (dd, J = 4, 15 Hz, 2H), 2,51 (s, 3H); MS ES + m/e 377,1 (p + 1). Anal. Berechnet für C₂₂H₁₉N₂O₂S: C, 70,18; H 5,35; N 7,44. Gefunden: C, 69,93; H 5,31; N 7,33.

Darstellung von Beispiel 7
(6R,12aR)-2-Methyl-6-(3-methylbenzo[b]thiophen-2-yl)-2,3,6,7,12,12a-hexahydropyrazino[1'2':1,6]-pyrido[3,4-b]indol-1,4-dion
(1R,3R)-1-(3-Methylbenzo[b]thiophen-2-yl)-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethylester (1,75 g, 4,6 mmol) wurde behandelt, wie unten in Beispiel 8 beschrieben, um 540 mg (28%) Beispiel 7 zu liefern.
¹H-NMR (DMSO-d₆) δ: 11,21 (s, 1H), 7,82 (d, J = 8,05 Hz, 2H), 7,54 (d, J = 7,68 Hz, 1H), 7,45 (m, 6H), 7,21 (m, 2H), 7,18 (m, 2H), 4,51 (dd, J = 4,02, 11,7 Hz, 1H), 4,27 (d, J = 17,9 Hz, 1H), 4,07 (d, J = 17 Hz, 1H), 3,34 (m, 2H), 3,06 (dd, J = 4,39, 19, 1H), 2,90 (s, 3H), 2,54 (s, 3H). TOF MS ES+ exakte Masse berechnet für C₂₄H₂₂N₃O₂S (p + 1): m/z = 416,1433. Gefunden: 416,1558.
Darstellung von Beispiel 8
Eine Lösung von (1S,3R)-1-(3-Methylbenzo[b]thiophen-2-yl)-2,3,4,9-tetrahydro-1H-β-carbolin-3-carbonsäuremethylester (1,50 g, 3,90 mmol) in Tetrahydrofuran (25 ml) wurde mit Triethylamin (2,5 ml) behandelt. Chloracetylchlorid (0,50 g, 4,4 mmol) wurde zugegeben und die Lösung wurde bei Rückfluß für 18 Stunden erhitzt. Ein paar zusätzliche Tropfen Chloracetylchlorid wurden zugegeben, um die Reaktion zum Abschluß zu treiben. Nach Abkühlung wurden entionisiertes Wasser (10 ml) und Ethylacetat (200 ml) zugegeben, die organische Schicht abgetrennt, einmal mit verdünnter Salzsäure gewaschen, getrocknet (Magnesiumsulfat), filtriert und im Vakuum konzentriert. Der Rückstand wurde in Tetrahydrofuran (50 ml) gelöst und mit 2,5 M Methylamin (1,0 ml) in Tetrahydrofuran behandelt. Die resultierende Lösung wurde für zwei Stunden unter Rückfluß gekocht, auf Raumtemperatur abgekühlt, mit Wasser verdünnt und mit Ethylacetat extrahiert. Die Lösung wurde getrocknet (Magnesiumsulfat), filtriert und im Vakuum konzentriert. Chromatographie (Silicagel, 15% Ethylacetat/85% Hexan bis 40% Ethylacetat/60% Hexan) des Rückstandes lieferte 0,57 g (34%) des Titelprodukts als einen gelben Feststoff.
¹H-NMR (DMSO-d6) δ: 10,98 (s, 1H), 7,71 (m, 2H), 7,60 (d, J = 6,95 Hz, 3H), 7,31 (m, 3H), 7,05 (m, 2H), 6,68 (s, 1H), 4,45 (dd, J = 4,39, 11,71 Hz, 1H), 4,17 (d, J = 18,66 Hz, 1H), 3,95 (d, J = 17,56 Hz, 1H), 3,62 (dd, J = 4,49, 15,73 Hz, 1H), 3,30 (d, J = 7,31 Hz, 1H), 3,10 (m, 1H), 2,92 (s, 3H), 2,65 (s, 3H).
Darstellung von Beispiel 9
Beispiel 9
Beispiel 9 wurde aus D-Tryptophanmethylester-Hydrochlorid und Thieno[2,3-b]furan-5-carboxaldehyd (Zwischenprodukt 9) hergestellt, wie im folgenden Syntheseschema dargestellt. Zwischenprodukt 9 wurde in fünf Schritten aus einem Ausgangs-Acetat gemäß bekannten Verfahren synthetisiert. Siehe G. D. Hartmann et al., J. Heterocyclic Chem., 27, 679 (1990).
Darstellung von Methyl-3-[2-(1,3-Dioxolanyl)]furan-2-yl-mercaptoacetat
Zu einer mechanisch gerührten Lösung von Ausgangs-Acetal (27,6 g, 197 mmol) in wasserfreiem THF (100 ml) unter einer Stickstoffdecke bei –78°C wurde n-Butyllithium (126 ml, 201 mmol, 1,6 M Lösung in Hexanen) zugegeben. Die resultierende hellgelbe Aufschlämmung wurde bei –78°C für 45 Minuten gerührt, woraufhin Schwefel (6,7 g, 209 mmol) in drei Portionen über 5 Minuten zugegeben wurde. Die resultierende orange Aufschlämmung wurde bei –78°C für 30 Minuten gerührt, dann bei –50°C für 20 Minuten, um eine dunkelpurpurfarbene Suspension zu liefern, die erneut auf –78°C abgekühlt wurde. Eine Lösung von Methylbromacetat (22,4 g, 240 mmol) in THF (20 ml) wurde tropfenweise über 10 Minuten zugegeben, um eine wolkige gelbe Mischung zu liefern. Nach Rühren bei –78°C für 30 Minuten wurde die Reaktionsmischung allmählich über 1,5 Stunden auf –10°C erwärmen gelassen und bei –10°C für zusätzliche 20 Minuten gerührt. Die resultierende braune, zweiphasige Mischung wurde mit Diethylether (500 ml) verdünnt, nacheinander mit Salzlösung (100 ml), Wasser (2 × 75 ml) und Salzlösung (100 ml) gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtiriert, und das Lösungsmittel wurde unter verringertem Druck abgezogen. Der resultierende Rückstand wurde durch Flashsäulenchromatographie gereinigt, unter Elution mit Hexanen/Ethylenacetat (3:1), um den Thioether als ein gelbes Öl zu liefern (11,4 g, 28%): TLC R_f (4:1 Hexane/Ethylacetat) = 0,28; ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ: 7,48 (d, J = 2,0 Hz, 1H), 6,51 (d, J = 2,0 Hz, 1H), 5,87 (s, 1H), 4,15–3,90 (m, 4H), 3,69 (s, 3H), 3,50 (s, 2H) ppm.
Darstellung von (3-Formylfuran-2-yl)mercaptoacetat
Der obige Thioether (11,4 g, 47,0 mmol) und p-Toluolsulfonsäure-Monohydrat (450 mg, 2,4 mmol) wurden in einer Mischung aus Aceton (80 ml), THF (20 ml) und 2 N wäßriger HCl (12 ml) bei Raumtemperatur für 2 Stunden gerührt. Die Mischung wurde mit einer gesättigten NaHCO₃-Lösung neutralisiert und die resultierende Suspension wurde unter verringertem Druck auf 20 ml konzentriert. Die Mischung wurde mit Diethylether (300 ml) verdünnt, nacheinander mit Wasser (30 ml) und Salzlösung (50 ml) gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert, und das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen, um das Aldehyd als ein braunes Öl zu liefern, das ohne weitere Reinigung verwendet wurde (9,24 g, 98%): TLC R_f (4:1 Hexane/Ethylacetat) = 0,30; ¹H-NMR (300 Mhz, CDCl₃: δ: 10,0 (s, 1H), 7,51 (d, J = 2,0 Hz, 1H), (d, J = 2,0 Hz, 1H), s, 5H) ppm.
Darstellung von Methylthieno[2,3-b]furan-5-carboxylat
Piperidin (5,60 ml, 57,3 mmol) wurde zu einer Lösung von Essigsäure (3,57 ml, 62,4 mmol) in Benzol (200 ml) zugegeben und die Mischung wurde bei Raumtemperatur für 15 Minuten gerührt. Zu dieser wolkigen Mischung wurde eine Lösung des obigen Aldehyds (9,24 g, 46,2 mmol) in Benzol (50 ml) zugegeben. Die resultierende rote Lösung wurde unter Wasserentfernung über eine Dean-Stark-Falle für 4,5 Stunden unter einer Stickstoffdecke unter Rückfluß gekocht. Die resultierende braune Lösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und mit Ether (250 ml) verdünnt. Die organische Lösung wurde nacheinander mit Wasser (100 ml), 2 N wäßriger HCl (30 ml), gesättigter NaHCO₃-Lösung, Wasser (30 ml) und Salzlösung (50 ml) gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert, und das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen. Der Rückstand wurde durch Flashsäulenchromatographie gereinigt, unter Elution mit Hexanen/Ethylacetat (5:1), um das Thienofuran als einen rosa Feststoff zu liefern (4,6 g, 55%): TLC R_f (4:1 Hexane/Ethylacetat) = 0,79; ¹H-NMR (300 Mhz, CDCl₃): δ: 7,72 (s, 1H), 7,66 (d, J = 2,2 Hz, 1H), 6,74 (d, J = 2,2 Hz, 1H), 3,90 (s, 3H) ppm.
Darstellung von Thieno[2,3-b]furan-5-carboxaldehyd (Zwischenprodukt 9)
Zu einer Suspension von Lithiumaluminiumhydrid (436 mg, 11,5 mmol) in Ether (60 ml) bei 0°C unter einer Stickstoffdecke wurde eine Lösung des obigen Thienofurans (1,0 g, 5,49 mmol) in Diethylether (20 ml) tropfenweise zugegeben, woraufhin die Mischung auf Raumtemperatur erwärmt und für 2 Stunden gerührt wurde. Die Suspension wurde auf 0°C abgekühlt und nacheinander mit Wasser (0,5 ml), 6 N wäßrigem Natriumhydroxid (1,3 ml) und Wasser (2,3 ml) behandelt. Das resultierende Salz wurde durch Filtration unter verringertem Druck entfernt, mit Ether (3 × 50 ml) gewaschen, und das Filtrat wurde über Na₂SO₄ getrock net, filtriert und unter verringertem Druck auf ein Volumen von ungefähr 2 ml konzentriert. Diese konzentrierte Lösung von Thieno[2,3-b]furan-5-carbinol wurde sofort mit Methylenchlorid (50 ml) verdünnt und direkt im nächsten Schritt verwendet: TLC R_f (3:1 Hexane/Ethylacetat) = 0,20.
Zur obigen Methylenchlorid-Lösung des Carbinols wurde Pyridiniumchlorchromat (1,77 g, 8,63 mmol) und neutrales Aluminiumoxid (4,0 g) zugegeben. Die resultierende Mischung wurde bei Raumtemperatur unter einer Stickstoffdecke für 1,5 Stunden gerührt. Die schwarze Aufschlämmung wurde durch einen kurzen Stopfen aus Silicagel filtriert, unter Elution mit Diethylether (100 ml), gefolgt von Methylenchlorid (100 ml). Das Filtrat wurde konzentriert, um Zwischenprodukt 9 als ein Öl zu liefern, das direkt im nächsten Schritt verwendet wurde (674 mg, 81% über zwei Schritte): TLC R_f (3:1 Hexane/Ethylacetat) = 0,33; ¹H-NMR (300 Mhz, CDCl₃): δ: 9,90 (s, 1H), 7,70 (d, J = 2,0 Hz, 1H), 7,68 (s, 1H), 6,80 (d, J = 2,0 Hz, 1H) ppm.
Darstellung von cis-β-Carbolin (Zwischenprodukt 10)
Eine Mischung aus Zwischenprodukt 1 (674 mg, 4,43 mmol) und D-Tryptophanmethylester-Hydrochlorid (1,18 g, 4,64 mmol) wurde in Isopropylalkohol (15 ml) unter einer Stickstoffdecke für 2 Stunden unter Rückfluß gekocht. Die resultierende gelbe Lösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und mit Ethylacetat (100 ml) verdünnt. Die Mischung wurde nacheinander mit gesättigter NaHCO₃-Lösung (15 ml), Wasser (10 ml) und Salzlösung (10 ml) gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert, und das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen. Der Rückstand wurde durch Flashsäulenchromatographie gereinigt, unter Elution mit Hexanen/Ethylacetat (2:1), um Zwischenprodukt 10 als einen weißen Schaum zu liefern (285 mg, 18%): TLC R_f (2:1 Hexane/Ethylacetat) = 0,33; ¹H-NMR (300 MHz, DMSO-d₆): δ: 7,7–7,50 (m, 3H), 7,30–7,09 (m, 3H), 7,08 (s, 1H), 6,67 (d, J = 2,4 Hz, 1H), 5,55 (s, 1H), 3,92–4,00 (m, 1H), 3,83 (s, 3H), 3,27–3,17 (m, 1H), 3,08–2,93 (m, 1H) ppm. Das trans-β-Carbolin wurde ebenfalls als ein hellgelber Feststoff erhalten, wurde aber nicht charakterisiert (736 mg, 47%): TLC R_f (2:1 Hexane/Ethylacetat) = 0,22.
Darstellung von cis-2-Chloracetyl-β-carbolin (Zwischenprodukt 11)
Chloracetylchlorid (0,079 ml, 1,03 mmol) wurde tropfenweise zu einer Mischung von Zwischenprodukt 2 (280 mg, 0,80 mmol) und Triethylamin (0,14 ml, 1,03 mmol) in Methylenchlorid (8 ml) bei 0°C unter einer Stickstoffdecke zugegeben, und die resultierende Mischung wurde bei 0°C für 2 Stunden gerührt. Die Lösung wurde mit Ethylacetat (60 ml) verdünnt, mit einer gesättigten NaHCO₃-Lösung (10 ml) und Salzlösung (10 ml) gewaschen, und das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen, um Zwischenprodukt 11 als einen rosa Schaum (405 mg) zu liefern, der ohne weitere Reinigung oder Charakterisierung verwendet wurde.
Darstellung von Beispiel 9
Eine Mischung aus dem rohen Zwischenprodukt 11 (405 mg) und Methylamin (1,6 ml, 3,2 mmol, 2 M-Lösung in THF) in Methanol (7 ml) wurde bei 45°C unter einer Stickstoffdecke für 15 Stunden erhitzt. Die resultierende Lösung wurde unter verringertem Druck konzentriert, um einen gelben Feststoff zu liefern, der für 1 Stunde in Methanol (5 ml) gerührt wurde. Der Feststoff wurde durch Filtration unter verringertem Druck isoliert, mit Methanol (5 × 1 ml) gewaschen und in einem Vakuumofen bei 60°C für 17 Stunden getrocknet, um Beispiel 9 als einen schmutzig-weißen Feststoff zu liefern (189 mg, 61% über zwei Schritte): mp 275–278°C; TLC R_f (5:1 Methylenchlorid/Ethylacetat) = 0,22; ¹H-NMR (500 MHz, DMSO-d6): δ: 11,20 (s, 1H), 7,82 (d, J = 2,0 Hz, 1H), 7,62 (d, J = 7,8 Hz, 1H), 7,35 (d, J = 7,8 Hz, 1H), 7,11 (t, J = 7,8 Hz, 1H), 7,04 (t, J = 7,8 Hz, 1H), 6,77 (s, 1H), 6,73 (d, J = 2,0 Hz, 1H), 6,60 (s, 1H), 4,38 (dd, J = 11,7, 4,2 Hz, 1H), 4,23 (d, J = 17,1 Hz, 1H), 3,99 (d, J = 17,1 Hz, 1H), 3,55 (dd, J = 15,8, 4,6 Hz, 1H), 2,95–2,85 (m, 4H) ppm; ESI MS m/z 390 [C₂₁H₁₇N₃O₃S-H]+; [α]_D ^25°C= +36,4 (c = 0,25, DMSO). Anal. Ber. für C₂₁H₁₇N₃O₃S: C, 64,43; H, 4,38; N, 10,73. Gefunden: C, 64,24; H, 4,39: N, 10,54. Die Stereochemie von Beispiel 9 wurde als das gewünschte cis-Isomer mit einer Reihe von NOE-Differenzexperimenten bestätigt: eine positive NOE-Verstärkung vom C12a-Proton bei 4,38 ppm zum C6-Proton bei 6,60 ppm; eine positive NOE-Verstärkung vom C6-Proton bei 6,60 ppm zum C12a-Proton bei 4,38 ppm.
Beispiel 10
Beispiel 10
Beispiel 11
Beispiel 12
Beispiel 13
Beispiel 14
Darstellung von Vergleichsbeispiel 15
Beispiel 15 wurde aus einem Tryptophanester von Strukturformel (IV) hergestellt, worin R⁰ Wasserstoff ist. Der Tryptophanester, der eingesetzt wurde, um Beispiel 15 herzustellen, ist kommerziell erhältlich von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI.
66% für zwei Schritte Beispiel 15
Vergleichszwischenprodukt 12
Darstellung von (+)-cis-β-Carbolin
Eine Mischung von D-Tryptophanmethylester-Hydrochlorid (1,27 g, 5,00 mmol), Methoxyacetaldehyddimethylacetal (0,80 ml, 6,2 mmol) in Isopropylalkohol (12 ml) und Wasser (2 ml) wurde bei 60°C unter einer Stickstoffdecke für 20 Minuten gerührt. Zur resultierenden klaren Lösung wurde 2 N HCl (1 ml) zugegeben und die resultierende gelbe Lösung bei 60°C für 1 Stunde gerührt. Die Lösung wurde dann auf Raumtemperatur abgekühlt, mit Ethylacetat (100 ml) verdünnt und mit gesättigtem wäßrigen Natriumbicarbonat (NaHCO₃) (20 ml) neutralisiert. Die organische Schicht wurde mit Salzlösung (20 ml) gewaschen, über Natriumsulfat (Na₂SO₄) getrocknet, filtriert, und das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen, um einen gelben Feststoff zu liefern. Der Rückstand wurde durch Säulenchromatographie gereinigt, unter Elution mit Methylenchlorid:Ethylacetat (4:1), um das (+)-cis-Carbolin-Zwischenprodukt 12 als einen weißen Feststoff zu liefern (435 mg, 32%): TLC R_f (4:1 Methylenchlorid/Ethylacetat) = 0,28; ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ: 8,48 (bs, 1H), 7,50 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 7,34 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 7,20–7,03 (m, 2H), 4,42–4,34 (m, 1H), 3,87– 3,54 (m, 6H), 3,50 (s, 3H), 3,20–3,10 (m, 1H), 2,90–2,76 (m, 1H). Das trans-Carbolin wurde unvollständig aus der Säule eluiert: TLC R_f (4:1 Methylenchlorid/Ethylacetat) = 0,19.
Vergleichszwischenprodukt 13
Darstellung von (+)-cis-2-Chloracetyl-β-carbolin
Chloracetylchlorid (0,15 ml, 1,90 mmol) wurde tropfenweise zu einer Mischung von Zwischenprodukt 12 (435 mg, 1,59 mmol) und Triethylamin (0,27 ml, 1,90 mmol) in Methylenchlorid (18 ml) bei 0°C unter einer Stickstoffdecke zugegeben. Die resultierende Mischung wurde bei 0°C für 2 Stunden gerührt, woraufhin die Mischung mit Methylenchlorid (50 ml) verdünnt und nacheinander mit Wasser (15 ml) und Salzlösung (15 ml) gewaschen wurde. Die organische Schicht wurde bei verringertem Druck konzentriert, um Zwischenprodukt 13 als einen gelben Schaum (590 mg) zu liefern, der ohne Reinigung verwendet wurde. TLC R_f (4:1 Methylenchlorid/Ethylacetat) = 0,89.
Darstellung der Vergleichsbeispiele 16–18
Beispiel 16
Beispiel 17
Beispiel 18
Beispiele 16–18 wurden ausgehend vom identischen D-Tryptophanmethylester (D-Trp-OMe·HCl), der bei der Herstellung von Beispiel 15 eingesetzt wurde, und vom Methoxyacetaldehyddimethylacetal mit der folgenden Synthesesequenz hergestellt.
Vergleichszwischenprodukt 14
Darstellung eines Dimethylacetals
Eine Lösung von Methoxyacetaldehyddimethylacetal (4,11 g, 38 mmol) und Benzylbromid (4,6 ml, 38 mmol) in N,N-Dimethylformamid (17 ml) wurde auf 0°C abgekühlt. Zu dieser Mischung wurden Natriumhydroxid-Pellets (1,66 g, 42 mmol) zugegeben, dann wurde die resultierende Mischung langsam über Nacht auf Raumtemperatur erwärmt. Die Reaktionsmischung wurde in Wasser gegossen und mit Hexanen (2 × 200 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden mit Wasser gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und unter verringertem Druck konzentriert, um Zwischenprodukt 14 als ein blaßgelbes Öl zu liefern (7,03 g, 93%): ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ: 7,28 (s, 5H), 4,52 (s, 2H), 4,49 (t, J = 5,2 Hz, 2H), 3,44 (d, J = 5,1 Hz, 1H), 3,32 (s, 6H).
Vergleichszwischenprodukt 15
Darstellung eines cis-β-Carbolins
D-Tryptophanmethylester-Hydrochlorid (4,07 g, 16 mmol) und Zwischenprodukt 14 (3,75 g, 19 mmol) wurden unter Rühren in einer Lösung aus IPA (80 ml) und Wasser (20 ml) zusammengebracht. Zur resultierenden Mischung wurde 2 N HCl (2 ml) zugegeben und die resultierende Mischung bei 70°C für 18 Stunden erhitzt. Die Mischung wurde mit gesättigtem wäßrigen NaHCO₃ neutralisiert, dann mit Methylenchlorid (2 × 400 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und unter verringertem Druck konzentriert. Der Rückstand wurde durch Flashsäulenchromatographie gereinigt, unter Elution mit Methylenchlorid/Aceton (98:2), um das cis-Carbolin-Zwischenprodukt 15 als ein oranges Öl (1,5 g, 27%) zu liefern: TLC R_f (6:1 Methylenchlorid/Ethylacetat) = 0,49; ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ: 8,46 (s, 1H), 7,50 (d, J = 0,7 Hz, 1H), 7,47–7,25 (m, 6H), 7,18– 7,06 (m, 2H), 4,65 (s, 2H), 4,44–4,39 (m, 2H), 3,88–3,82 (m, 1H), 3,81 (s, 3H), 3,66 (t, J = 8,7 Hz, 1H), 3,18–3,11 (m, 1H), 2,88–2,78 (m, 1H), 1,87 (bs, 1H).
Vergleichszwischenprodukt 16
Darstellung eines cis-2-Chloracetyl-β-carbolins
Chloracetylchlorid (0,30 ml, 3,7 mmol) wurde langsam zu einer Mischung aus Zwischenprodukt 15 (1,0 g, 2,9 mmol) und Triethylamin (0,52 ml, 3,7 mmol) in Methylenchlorid (25 ml) bei 0°C unter einer Argondecke zugegeben. Die resultierende Mischung wurde bei 0°C für 2 Stunden gerührt, woraufhin die Mischung langsam über Nacht bei Raumtemperatur erwärmt wurde. Die resultierende gelbe Lösung wurde mit Methylenchlorid verdünnt, dann nacheinander mit Wasser, gesättigtem wäßrigen NaHCO₃ und Salzlösung gewaschen. Die organische Schicht wurde über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert, und das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen, um Zwischenprodukt 16 als einen gelbbraunen Schaum zu liefern, der ohne Reinigung verwendet wurde (1,2 g): TLC R_f(6:1 Methylenchlorid/Ethylacetat) = 0,94.
Vergleichsbeispiel 16
Darstellung von (6S,12aR)-6-Benzyloxymethyl-2-methyl-2,3,6,7,12,12a-hexahydropyrazino(1'2':1,6]pyrido-[3,4-b]indol-l,4-dion
Eine Mischung aus rohem Zwischenprodukt 16 (etwa 1,2 g, 2,8 mmol), Methylamin (7,0 ml, 2,0 M in THF, 13,5 mmol) und Methanol (25 ml) wurden bei 50°C über Nacht unter einer Stickstoffdecke erhitzt. Die resultierende Lösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt. Das Lösemittel wurde dann unter verringertem Druck abgezogen, um einen orangen Rückstand zu ergeben, der durch Flashsäulenchromatographie gereinigt wurde, unter Elution mit Methylenchlorid/Ethylacetat (5:1 bis 2:1), um Beispiel 11 als ein blaßgelbes Öl zu liefern, das unter Vakuum auskristallisierte (0,83 g, 76%). Eine kleine Probe wurde aus kaltem Methylenchlorid umkristallisiert, um einen weißen Feststoff zu ergeben. Die Verbindung wurde durch NOE-Differenzexperimente (positive Verstärkung) als das cis-Isomer bestätigt: mp 181–187°C; TLC R_f (4:1 Methylenchlorid/Ethylacetat) = 0,29; ¹H-NMR (300 MHz, DMSO-d₆): δ: 11,06 (s, 1H), 7,56 (d, J = 7,6 Hz, 1H), 7,37 (d, J = 7,7 Hz, 1H), 7,21–7,19 (m, 3H), 7,11–6,99 (m, 4H), 5,40 (t, J = 3,9 Hz, 1H), 4,30 (s, 2H), 4,24–4,17 (m, 2H), 3,93 (d, J = 17,0 Hz, 1H), 3,68 (d, J = 4,0 Hz, 2H), 3,43–3,36 (m, 1H), 2,93 (s, 3H), 2,89–2,80 (m, 1H); ¹³C-NMR (75 MHz, DMSO-d₆): δ: 167,0, 166,8, 138,1, 135,1, 132,0, 127,9, 127,2, 126,9, 125,7, 120,8, 118,6, 117,7, 111,2, 106,8, 71,9, 71,3, 54,8, 51,5, 51,3, 32,8, 22,3 ppm; CI MS (Methan) m/z 268 (C₁₅H₁₃N₃O₂+H⁺); [α]_D ^25°C = +45° (c = 0,5, CHCl₃). Anal. Berechnet für C₂₃H₂₃N₃O₃: C, 70,93; H, 5,95; N, 10,79. Gefunden: C, 70,54; H, 5,94; N, 10,60.
Vergleichsbeispiel 17
Darstellung von (6S,12aR)-6-Hydroxymethyl-2-methyl-2,3,6,7,12,12a-hexahydropyrazino-(1'2':1,6]pyrido[3,4-b]indol-l,4-dion
Beispiel 16 (0,58 g, 1,5 mmol) wurde in Ethanol (80 ml) gelöst und mit einer katalytischen Menge 10% Palladium auf Kohlenstoff (etwa 10% feucht) behandelt. Die Mischung wurde unter einer Wasserstoffatmosphäre bei Raumtemperatur für 2,5 Stunden gerührt, woraufhin der Palladium-Katalysator durch Vakuumfiltration durch einen Celite-Stopfen entfernt wurde, unter Elution mit Methanol. Die Lösemittel wurden unter verringertem Druck abgezogen, um ein gelbes Öl zu liefern, das mit Methanol/Diethylether trituriert wurde, um Beispiel 17 als einen blaßgelben Feststoff zu liefern (0,4 g, 91%). Ein kleiner Teil der Probe wurde aus Methanol umkristallisiert; mp 275–280°C; TLC R_f (4:1:0,5 Methylenchlorid/Ethylacetat/Methanol) = 0,44; ¹H-NMR (300 MHz, DMSO-d₆): δ: 10,98 (s, 1H), 7,52 (d, J = 7,6 Hz, 1H), 7,34 (d, J = 7,7 Hz, 1H), 7,08–6,97 (m, 2H), 5,20 (t, J = 3,9 Hz, 1H), 4,86 (t, J = 5,9 Hz, 1H), 4,21–4,14 (m, 2H), 3,95 (d, J = 16,9 Hz, 1H), 3,65–3,62 (m, 2H), 3,39–3,32 (m, 1H), 2,92 (s, 3H), 2,85–2,77 (m, 1H); ¹³C-NMR (75 MHz, DMSO-d₆): δ: 167,0, 166,8, 135,9, 132,6, 125,8, 120,6, 118,5, 117,6, 111,2, 106,5, 63,2, 54,9, 53,8, 51,6, 32,8, 22,6 ppm; CI MS (Methan) m/z 300 (C₁₆H₁₇N₃O₃+H)⁺; [α]_D ^25°C= +131,1 (c = 0,5, Methanol). Anal. Berechnet für C₁₆H₁₇N₃O₃·0,25 H₂O: C, 63,25; H, 5,81; N, 13,83. Gefunden: C, 63,01; H, 5,73; N, 13,69.
Vergleichsbeispiel 18
sDarstellung von (6S,12aR)-Methoxymethoxymethyl-2-methyl-2,3,6,7,12,12a-hexahydropyrazino-[1',2':1,6]pyrido[3,4-b]indol-1,4-dion
Eine Lösung von Beispiel 17 (0,2 g, 0,67 mmol) in N,N-Dimethylformamid (10 ml) wurde auf 0°C abgekühlt. Zu dieser Mischung wurde nacheinander Diisopropylethylamin (DIPEA) (0,3 ml, 1,7 mmol) und Chlormethylmethylether (MOM-Cl) (0,12 ml, 1,5 mmol) zugegeben. Die resultierende Mischung wurde langsam über Nacht auf Raumtemperatur erwärmt. Die Reaktionsmischung wurde in gesättigte wäßrige NaHCO₃ gegossen und mit Methylenchlorid (3 × 100 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden mit Wasser und gesättigtem wäßrigen Ammoniumchlorid (NH₄Cl) gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und unter verringertem Druck konzentriert, um Beispiel 16 als ein gelbbraunes Öl zu liefern, das unter Vakuum fest wurde. Diese Rückstand wurde durch Flashsäulenchromatographie gereinigt, unter Elution mit Methylenchlorid/Ethylacetat/Methanol (4:1:0,2), um Beispiel 18 als einen Feststoff zu liefern (0,05 g, 22%). Umkristallisation aus kaltem Methylenchlorid/Diethylether erzeugte einen weißen kristallinen Feststoff, der durch NOE-Differenzexperimente (positive Verstärkung) als cis-Isomer bestätigt wurde: mp 180–185°C; TLC R_f (4:1:0,2 Methylenchlorid/Ethylacetat/Methanol) = 0,43. ¹H NMR (300 MHz, Benzol- d₆): δ: 7,53 (d, J = 7,4 Hz, 1H), 7,49 (s, 1H), 7,24–7,12 (m, 3H), 5,39–5,36 (m, 1H), 4,27–4,22 (m, 2H), 4,00–3,95 (m, 1H), 3,78–3,71 (m, 1H), 3,64–3,59 (m, 1H), 3,38–3,08 (m, 4H), 2,86 (s, 2H), 2,38 (s, 3H); ¹³C NMR (75 MHz, Benzol-d₆): δ: 167,1, 166,6, 136,9, 132,2, 122,7, 120,5, 119,7, 111,7, 108,5, 96,8, 69,9, 56,1, 55,1, 52,7, 52,4, 33,1, 30,5, 24,6 ppm; Cl MS (Methan) m/z 344 (C₁₈H₂₁N₃O₄+H)⁺; [α]_D ^25°C= +40,9 (c = 0,32, Benzol-d₆). Anal. Berechnet für C₁₈H₂₁N₃O₄: C, 62,96; H, 6,16; N, 12,24. Gefunden: C, 62,94; H, 6,12; N, 12,14.
Das folgende sind zusätzliche Beispiele für Verbindungen von Strukturformel (I), die mit Methoden hergestellt werden können, die analog sind zur Herstellung der Beispiele 1–18.
Vergleichsbeispiel 19 (+–,cis)-6-Isobutyl-2-methyl-2,3,6,7,12,12a-hexahydropyrazino [1'2':1,6] pyrido [3,4-b]indol-1,4-dion
Vergleichsbeispiel 20 (+–,cis)-6-Cyclohexyl-2-methyl-2,3,6,7,12,12a-hexahydropyrazino [1'2':1,6]pyrido[3,4-b]indol-1,4-dion
Vergleichsbeispiel 21 (+–,cis)-6-Cyclohex-3-enyl-2-methyl-2,3,6,7,12,12a-hexahydropyrazino[1'2':1,6]pyrido-[3,4-b]indol-1,4-dion
Vergleichsbeispiel 22
Vergleichsbeispiel 23
Beispiel 24
Verbindungen der vorliegenden Erfindung können zu Tabletten für orale Verabreichung formuliert werden. Eine Verbindung von Formel (I) kann zum Beispiel mit einem polymeren Trägerstoff mit der Copräzipitationsmethode, die in WO 96/38131, die hierin durch Bezugnahme miteinbezogen ist, dargelegt ist, in die Form einer Dispersion gebracht werden. Die copräzipitierte Dispersion kann mit Füllstoffen vermischt, dann zu Tabletten verpreßt werden, die fakultativ mit Filmüberzug versehen werden.
Die Verbindungen von Strukturformel (I) wurden auf die Fähigkeit, PDE5 zu hemmen, getestet. Die Fähigkeit einer Verbindung, PDE5-Aktivität zu hemmen, steht in Zusammenhang mit den IC₅₀-Werten für die Verbindung, d.h. der Konzentration von Inhibitor, die erforderlich ist für 50%ige Hemmung der Enzymaktivität. Der IC₅₀-Wert für Verbindungen von Strukturformel (I) wurden unter Verwendung von rekombinanter menschlicher PDE5 bestimmt.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung zeigen typischerweise einen IC₅₀-Wert gegen rekombinante menschliche PDE5 von weniger als etwa 50 μM und vorzugsweise weniger als etwa 25 μM und bevorzugter weniger als etwa 15 μM. Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung zeigen typischerweise einen IC₅₀-Wert gegen rekombinante menschliche PDE5 von weniger als etwa 1 μM und oft weniger als etwa 0,05 μM. Um den vollen Vorteil der vorliegenden Erfindung zu erreichen, hat ein vorliegender PDE5-Inhibitor eine IC₅₀ von etwa 0,1 nM bis etwa 15 μM.
Die Herstellung von rekombinanten menschlichen PDEs und die IC₅₀-Bestimmungen können mit im Stand der Technik gut bekannten Methoden durchgeführt werden. Beispielhafte Methoden sind wie folgt beschrieben:
EXPRESSION VON MENSCHLICHEN PDEs
Expression in Saccharomyces cerevisae (Hefe)
Rekombinante Produktion von menschlicher PDE1B, PDE2, PDE4A, PDE4B, PDE4C, PDE4D, PDE5 und PDE7 wurde in ähnlicher Weise zu derjenigen durchgeführt, die in Beispiel 7 von U.S.-Patent Nr. 5,702,936 beschrieben ist, das hierin durch Bezugnahme miteinbezogen wird, mit der Ausnahme, daß der eingesetzte Hefetransformationsvektor, der vom Basis-ADH2-Plasmid abgeleitet ist, beschrieben in Price et al., Methods in Enzymology, 185, S. 308–318 (1990), Hefe-ADH2-Promotor- und -Terminatorsequenzen enthielt und der Saccharomyces cerevisae-Wirt der Protease-defizitäre Stamm BJ2-54 war, hinterlegt am 31. August 1998 bei der American Type Culture Collection, Manassas, Virginia, unter Zugangsnummer ATCC 74465. Transformierte Wirtszellen wurden in 2X SC-leu-Medium, pH 6,2, mit Spurenmetallen und Vitaminen, angezogen. Nach 24 Stunden wurde YEP-Medium enthaltendes Glycerol bis zu einer Endkonzentration von 2X YET/3% Glycerol zugegeben. Ungefähr 24 Std. später wurden Zellen geerntet, gewaschen und bei –70°C aufbewahrt.
ZUBEREITUNGEN MENSCHLICHER PHOSPHODIESTERASE
Bestimmungen der Phosphodiesterase-Aktivität
Phosphodiesterase-Aktivität der Zubereitungen wurde wie folgt bestimmt. PDE-Tests, die eine Kohletrenntechnik einsetzten, wurden durchgeführt, im wesentlichen wie beschrieben in Loughney et al. (1996). In diesem Test wandelt PDE-Aktivität [32P]cAMP oder [32P]cGMP in das entsprechende [32P]5'-AMP oder [32P]5'-GMP im Verhältnis zur vorliegenden Menge der PDE-Aktivität um. Das [32P]5'-AMP oder [32P]5'-GMP wurde dann durch die Wirkung von Schlangengift-5'-Nukleotidase in freies [32P]Phosphat und nicht-markiertes Adenosin oder Guanosin umgewandelt. Daher ist die Menge an freigesetztem [32P]Phosphat proportional zur Enzymaktivität. Der Test wurde bei 30°C in einer 100 μl Reaktionsmischung durchgeführt, die (Endkonzentrationen) 40 mM Tris-HCl (pH 8,0), 1 μM ZnSO₄, 5 mM MgCl₂ und 0,1 mg/ml Rinderserumalbumin (BSA) enthielt. PDE-Enzym war in Mengen vorhanden, die < 30% Gesamthydrolyse des Substrats lieferten (lineare Testbedingungen). Der Test wurde durch Zugabe von Substrat (1 mM [32P]cAMP oder -cGMP) initiiert und die Mischung wurde für 12 Minuten inkubiert. Fünfundsiebzig (75) μg Crotalus atrox-Gift wurde dann zugegeben und die Inkubation wurde für 3 Minuten fortgesetzt (15 Minuten insgesamt). Die Reaktion wurde durch Zugabe von 200 μl Aktivkohle (25 mg/ml Suspension in 0,1 M NaH₂PO₄, pH 4) gestoppt. Nach Zentrifugation (750 × g für 3 Minuten), um die Kohle absetzen zu lassen, wurde eine Probe des Überstandes für Radioaktivitätsbestimmung in einem Szintillationszähler abgenommen und die PDE-Aktivität wurde berechnet.
Reinigung von PDE5 aus S. cerevisiae
Zellpellets (29 g) wurden auf Eis mit einem gleichen Volumen Lysepuffer (25 mM Tris-HCl, pH 8, 5 mM MgCl₂, 0,25 mM DTT, 1 mM Benzamidin und 10 μM ZnSO₄) aufgetaut. Zellen wurden in einem Mikrofluidizer^® (Microfluidics Corp.) unter Verwendung von Stickstoff bei 20.000 psi lysiert. Das Lysat wurde zentrifugiert und durch 0,45 μm-Einwegfilter filtriert. Das Filtrat wurde auf eine 150 ml-Säule aus Q SEPHAROSE^® Fast-Flow (Pharmacia) aufgebracht. Die Säule wurde mit 1,5 Volumenteilen Puffer A (20 mM Bis-Tris-Propan, pH 6,8, 1 mM MgCl₂, 0,25 mM DTT, 10 μM ZnSO₄) gewaschen und mit einem Stufengradienten von 125 mM NaCl in Puffer A, gefolgt von einem linearen Gradienten von 125–1000 mM NaCl in Puffer A eluiert. Aktive Fraktionen aus dem linearen Gradienten wurden auf eine 180 ml- Hydroxyapatitsäule in Puffer B (20 mM Bis-Tris-Propan (pH 6,8), 1 mM MgCl₂, 0,25 mM DTT, 10 μM ZnSO₄ und 250 mM KCl) aufgebracht. Nach dem Beladen wurde die Säule mit 2 Volumenteilen Puffer B gewaschen und mit einem linearen Gradienten von 0–125 mM Kaliumphosphat in Puffer B eluiert. Aktive Fraktionen wurden gepoolt, mit 60% Ammoniumsulfat ausgefällt und in Puffer C (20 mM Bis-Tris-Propan, pH 6,8, 125 mM NaCl, 0,5 mM DTT, und 10 μM ZnSO₄) resuspendiert. Der Pool wurde auf eine 140 ml-Säule SEPHACRYL^® S-300 HR aufgebracht und mit Puffer C eluiert. Aktive Fraktionen wurden auf 50% Glycerol verdünnt und bei –20°C aufbewahrt.
Die resultierenden Zubereitungen waren nach SDS-PAGE etwa 85% rein. Diese Zubereitungen hatten spezifische Aktivitäten von etwa 3 μmol cGMP hydrolysiert pro Minute pro Milligramm Protein.
Hemmende Wirkung auf cGMP-PDE
cGMP-PDE-Aktivität von Verbindungen der vorliegenden Erfindung wurde unter Verwendung eines einstufigen Tests gemessen, der von Wells et al., Biochim. Biophys. Acta, 384, 430 (1975) adaptiert worden war. Das Reaktionsmedium enthielt 50 mM Tris-HCl, pH 7,5, 5 mM Magnesiumacetat, 250 μg/ml 5'-Nukleotidase, 1 mM EGTA und 0,15 μm 8-[H³]-cGMP. Sofern nicht anders angegeben, war das verwendete Enzym eine menschliche rekombinante PDE5 (ICOS Corp., Bothell, Washington).
Verbindungen der Erfindung wurden in DMSO gelöst, wobei sie letztendlich mit 2% im Test vorlagen. Die Inkubationszeit betrug 30 Minuten, während derer die Gesamtsubstratumwandlung 30% nicht überstieg.
Die IC₅₀-Werte für die untersuchten Verbindungen wurden aus Konzentrations-Reaktions-Kurven bestimmt, die typischerweise Konzentrationen verwenden, die im Bereich von 10 nM bis 10 μM reichten. Tests gegen andere PDE-Enzyme unter Verwendung von Standardmethodik zeigten, daß Verbindungen der Erfindung selektiv auf das cGMP-spezifische PDE-Enzym sind.
Biologische Daten
Es wurde festgestellt, daß die Verbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung einen IC₅₀-Wert von weniger als 500 nM zeigten. In-vitro-Testdaten für repräsentative Verbindungen der Erfindung sind in der folgenden Tabelle angegeben:

* Vergleichsbeispiele

Offensichtlich können viele Modifikationen und Variationen der Erfindung, wie hierin zuvor angegeben, vorgenommen werden, und daher sollten nur solche Beschränkungen auferlegt werden, wie sie durch die angehängten Ansprüche angegeben sind.

Claims

Verbindung mit einer Formel
in der R⁰ C_1-6-Alkyl ist; R¹ ausgewählt ist aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_2-6-Alkenyl, C_2-6-Alkinyl, C_3-8-Cycloalkyl oder C_3-8-Cycloalkyl-C_1-3-alkyl; R² ausgewählt ist aus
R³ ausgewählt ist aus Wasserstoff oder C_1-6-Alkyl oder R¹ und R³ zusammen eine 3- oder 4-gliedrige Alkyl- oder Alkenylkettenkomponente eines 5- oder 6-gliedrigen Rings darstellen; R^a ausgewählt ist aus Wasserstoff oder C_1-6-Alkyl; R^c nichts ist oder ausgewählt ist aus Wasserstoff oder C_1-6-Alkyl; W O, S oder NR^c ist; X O, S oder NR^a ist; Y CR^a oder N ist; Z CR^a, C(R^a)₂ oder NR^a ist; und q 0, 1, 2, 3 oder 4 ist, und pharmazeutisch annehmbare Salze und Solvate davon.
Verbindung nach Anspruch 1, dargestellt durch die Formel
und pharmazeutisch annehmbare Salze und Solvate davon.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R¹ ausgewählt ist aus Wasserstoff, C_1-4-Alkyl oder C_3-6-Cycloalkylmethyl.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R³ Wasserstoff ist.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R¹ und R³ zusammen eine 3- oder 4-gliedrige Alkylkettenkomponente darstellen.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R² ausgewählt ist aus
Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß R^a ausgewählt ist aus Wasserstoff oder C_1-6-Alkyl.
Verbindung, die ausgewählt ist aus
Pharmazeutische Zusammensetzung, die eine Verbindung nach einem vorangehenden Anspruch umfasst, zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Verdünnungsmittel oder Trägerstoff.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 9 zur Verwendung als ein therapeutisches Mittel.
Verbindung oder Zusammensetzung nach Anspruch 10 zur Verwendung in einem Verfahren zur kurativen oder prophylaktischen Behandlung eines männlichen oder weiblichen Tieres auf einen Zustand, bei dem die Hemmung einer cGMP-spezifischen PDE von therapeutischem Nutzen ist.
Verbindung oder Zusammensetzung nach Anspruch 10 zur Verwendung in einem Verfahren zur kurativen oder prophylaktischen Behandlung eines Zustandes, bei dem die Hemmung von cGMP-spezifischer PDE von therapeutischem Nutzen ist, in einem menschlichen oder nicht-menschlichen tierischen Körper.
Verbindung oder Zusammensetzung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand männliche Erektionsstörung ist.
Verbindung oder Zusammensetzung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand weibliche Erregungsstörung ist.
Verbindung oder Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand ausgewählt ist aus stabiler Angina, instabiler Angina, varianter Angina, Bluthochdruck, pulmonalem Hochdruck, chronischer obstruktiver Lungenerkrankung, malignem Hochdruck, Phäochromozytom, akutem Atemnotsyndrom, kongestivem Herzversagen, akutem Nierenversagen, chronischem Nierenversagen, Atherosklerose, einem Zustand verringerter Blutgefäßdurchlässigkeit, einer peripheren Gefäßerkrankung, einer Gefäßstörung, Thrombozythämie, einer entzündlichen Erkrankung, Myocardinfarkt, Schlaganfall, Bronchitis, chronischem Asthma, allergischem Asthma, allergischer Rhinitis, Glaukom, peptischem Ulcus, einer Darmmotilitätsstörung, postperkutaner transluminaler Koronarangioplastik, Carotidangioplastik, Transplantatstenose nach Bypassoperation, Osteoporose, vorzeitigen Wehen, benigner Prostatahypertrophie oder Reizdarmsyndrom.
Verbindung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung eine orale Behandlung ist.
Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder einer Zusammensetzung nach Anspruch 9 zur Herstellung eines Arzneimittels zur kurativen oder prophylaktischen Behandlung männlicher Erektionsstörung oder weiblicher Erregungsstörung.
Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder einer Zusammensetzung nach Anspruch 9 zur Herstellung eines Arzneimittels zur kurativen oder prophylaktischen Behandlung von stabiler Angina, instabiler Angina, varianter Angina, Bluthochdruck, pulmonalem Hochdruck, chronischer obstruktiver Lungenerkrankung, malignem Hochdruck, Phäochromozytom, akutem Atemnotsyndrom, kongestivem Herzversagen, akutem Nierenversagen, chronischem Nierenversagen, Atherosklerose, einem Zustand verringerter Blutgefäßdurchlässigkeit, einer peripheren Gefäßerkrankung, einer Gefäßstörung, Thrombozythämie, einer entzündlichen Erkrankung, Myocardinfarkt, Schlaganfall, Bronchitis, chronischem Asthma, allergischem Asthma, allergischer Rhinitis, Glaukom, peptischem Ulcus, einer Darmmotalitätsstörung, postperkutaner transluminaler Koronarangioplastik, Carotidangioplastik, Transplantatstenose nach Bypassoperation, Osteoporose, vorzeitigen Wehen, benigner Prostatahypertrophie oder Reizdarmsyndrom in einem menschlichen oder nicht-menschlichen tierischen Körper.
Verwendung nach einem der Ansprüche 17 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung eine orale Behandlung ist.