DE60219788T2

DE60219788T2 - Tetrazyklische verbindungen als pde5-inhibitoren

Info

Publication number: DE60219788T2
Application number: DE60219788T
Authority: DE
Inventors: Mark W. Seattle ORME; Jason Scott Indianapolis Sawyer; Lisa M. Woodinville SCHULTZE
Original assignee: Lilly Icos LLC
Current assignee: Lilly Icos LLC
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2002-05-02
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2022-05-03
Also published as: EP1401449B1; DE60219788D1; US7105506B2; JP2004536812A; ATE360422T1; EP1401449A1; CA2445620A1; WO2002098428A1; CA2445620C; JP4216709B2; MXPA03011080A; ES2286291T3; US20040162291A1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Reihe von Verbindungen, Verfahren zur Herstellung der Verbindungen, pharmazeutische Zusammensetzungen, die die Verbindungen enthalten, und deren Verwendung bei der Herstellung therapeutischer Mittel. Insbesondere betrifft die Erfindung Verbindungen, die potente und selektive Inhibitoren von für cyclisches Guanosin-3',5'-monophosphat spezifischer Phosphodiesterase (cGMP-spezifischer PDE), insbesondere PDE5, sind und Nützlichkeit in einer Vielzahl therapeutischer Bereiche besitzen, in denen eine solche Inhibition als günstig angesehen wird, einschließlich der Behandlung kardiovaskulärer Störungen und erektiler Dysfunktion.
WO 00/66099 offenbart den folgenden Phosphodiesterase(PDE)-Enzyminhibitor zur Behandlung sexueller Dysfunktion
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt Verbindungen von Formel (I) zur Verfügung
worin R⁰ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Halo und C_1-6-Alkyl;
R¹ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_2-6-Alkenyl, C_2-6-Alkinyl, HaloC_1-6-alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-CycloalkylC_1-3-alkyl, ArylC_1-3-alkyl und HeteroarylC_1-3-alkyl;
R² ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem monocyclischen aromatischen Ring, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Benzol, Thiophen, Furan und Pyridin, der unsubstituiert oder mit einem oder mehreren Halo, Alkyl, Hydroxyalkyl, Alkoxy, Alkoxyalkyl, Haloalkyl, Nitro, Amino, Alkylamino, Acylamino, Alkylthio, Alkylsulfinyl und Alkylsulfonyl substituiert sein kann, und einem bicyclischen Ring
wobei der ankondensierte Ring A ein 5- oder 6-gliedriger Ring ist, gesättigt oder teilweise oder vollständig ungesättigt, und Kohlenstoffatome und fakultativ ein oder zwei Heteroatome umfaßt, die ausgewählt sind aus Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff, der unsubstituiert oder mit Halo, C_1-3-Alkyl, OR^a, CO₂R^a, Halomethyl oder Halomethoxy, Cyano, Nitro und NR^aR^b substituiert sein kann;
R³ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff und C_1-3-Alkyl oder R¹ und R³ zusammen für eine 3- oder 4-gliedrige Alkyl- oder Alkenylkettenkomponente eines 5- oder 6-gliedrigen Ringes stehen;
R⁴ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-Heterocycloalkyl, C_2-6-Alkenyl, C_1-3-Alkylenaryl, ArylC_1-3-alkyl, C(=O)R^a, Aryl, Heteroaryl, C(=O)R^a, C(=O)NR^aR^b, C(=S)NR^aR^b, SO₂R^a, SO₂NR^aR^b, S(=O)R^a, S(=O)NR^aR^b, C(=O)NR^aC_1-4-AlkylenOR^a, C(=O)NR^aC_1-4-AlkylenHet, C(=O)C_1-4-Alkylenaryl, C(=O)C_1-4-Alkylenheteroaryl, C_1-4-Alkylenaryl, substituiert mit einem oder mehreren SO₂NR^aR^b, NR^aR^b, C(=O)OR^a, NR^aSO₂CF₃, CN, NO₂, C(=O)R^a, OR^a, C_1-4-AlkylenNR^aR^b und OC_1-4-AlkylenNR^aR^b, C_1-4-Alkylenheteroaryl, C_1-4-AlkylenHet, C_1-4-AlkylenC(=O)C_1-4-alkylenaryl, C_1-4-AlkylenC(=O)C_1-4-alkylenheteroaryl, C_1-4-AlkylenC(=O)Het, C_1-4-AlkylenC(=O)NR^aR^b, C-1-4-AlkylenOR^a, C_1-4-AlkylenNR^aC(=O)R^a, C_1-4-AlkylenOC_1-4-alkylenOR^a, C_1-4-AlkylenNR^aR^b, C_1-4-AlkylenC(=O)OR^a und C_1-4-AlkylenOC_1-4-alkylenC(=O)OR^a;
R⁵ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, OR^a, C_1-6-Alkyl, Aryl, Heteroaryl, ArylC_1-3-alkyl, C_1-3-Alkylenaryl, C_1-3-AlkylenHet, C_3-8-Cycloalkyl und C_3-8-Heterocycloalkyl;
R⁶ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-Heterocycloalkyl, Aryl, Heteroaryl, OR^a, C(=O)OR^a, C(=O)R^a, C(=O)NR^aR^b, C(=S)OR^a und C(=S)NR^aR^b;
X ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus CHR⁷CH₂, CH₂CHR⁷, CR⁷=CH, CH=CR⁷, QCHR⁷ und CHR⁷Q, oder X eine Bindung ist;
Q O, S oder NR^a ist;
R⁷ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus OR^a, C_1-6-Alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-Heterocycloalkyl, Aryl, Heteroaryl, C_1-3-Alkylenaryl, C_1-3-Alkylenheteroaryl, C_1-3-AlkylenHet, ArylC_1-3-alkyl und HeteroarylC_1-3-alkyl;
Het für einen 5- oder 6-gliedrigen heterocyclischen Ring steht, gesättigt oder teilweise oder vollständig ungesättigt, der wenigstens ein Heteroatom enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel, und fakultativ substituiert ist mit C_1-4-Alkyl oder C(=O)OR^a;
R^a ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, Aryl, Aryl-C_1-3-alkyl, C_1-3-Alkylenaryl, Heteroaryl, HeteroarylC_1-3-alkyl und C_1-3-Alkylenheteroaryl;
R^b ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, Aryl, Heteroaryl, ArylC_1-3-alkyl, HeteroarylC_1-3-alkyl, C_1-3-AlkylenN(R^a)₂, C_1-3-Alkylenaryl, C_1-3-AlkylenHet, HaloC_1-3-alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-Heterocycloalkyl, C_1-3-Alkylenheteroaryl, C_1-3-AlkylenC(=O)OR^a und C_1-3-AlkylenC_3-8-heterocycloalkyl;
oder R^a und R^b zusammengenommen sind, um einen 5- oder 6-gliedrigen Ring zu bilden, der fakultativ wenigstens ein Heteroatom enthält;
q 0, 1, 2, 3 oder 4 ist;
und pharmazeutisch annehmbare Salze und Hydrate davon, wobei
der Begriff Alkyl geradkettige und verzweigte Kohlenwasserstoffgruppen einschließt, die die angegebene Anzahl von Kohlenstoffatomen enthalten, und „verbrücktes Alkyl" einschließt, d.h. eine bicyclische oder polycyclische C₆-C₁₆-Kohlenwasserstoffgruppe,
die Begriffe Alkenyl und Alkinyl identisch wie Alkyl definiert sind, mit der Ausnahme, daß sie eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppel- bzw. Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindung enthalten.
Ebenfalls offenbart sind Verbindungen von Formel (I)
worin R⁰ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Halo und C_1-6-Alkyl;
R¹ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_2-6-Alkenyl, C_2-6-Alkinyl, HaloC_1-6-alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-CycloalkylC_1-3-alkyl, ArylC_1-3-alkyl und HeteroarylC_1-3-alkyl;
R² ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem fakultativ substituierten monocyclischen aromatischen Ring, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Benzol, Thiophen, Furan und Pyridin, und einem fakultativ substituierten bicyclischen Ring
wobei der ankondensierte Ring A ein 5- oder 6-gliedriger Ring ist, gesättigt oder teilweise oder vollständig ungesättigt, und Kohlenstoffatome und fakultativ ein oder zwei Heteroatome umfaßt, die ausgewählt sind aus Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff;
R³ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff und C_1-3-Alkyl oder R¹ und R³ zusammen für eine 3- oder 4-gliedrige Alkyl- oder Alkenylkettenkomponente eines 5- oder 6-gliedrigen Ringes stehen;
R⁴ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-Heterocycloalkyl, C_2-6-Alkenyl, C_1-3-Alkylenaryl, ArylC_1-3-alkyl, C(=O)R^a, Aryl, Heteroaryl, C(=O)R^a, C(=O)NR^aR^b, C(=S)NR^aR^b, SO₂R^a, SO₂NR^aR^b, S(=O)R^a, S(=O)NR^aR^b, C(=O)NR^aC₄-AlkylenOR^a, C(=O)NR^aC₁₄-AlkylenHet, C(=O)C_1-4-Alkylenaryl, C(=O) Alkylenheteroaryl, C_1-4-Alkylenaryl, substituiert mit einem oder mehreren SO₂NR^aR^b, NR^aR^b, C(=O)OR^a, NR^aSO₂CF₃, CN, NO₂, C(=O)R^a, OR^a, C_1-4-AlkylenNR^aR^b und OC_1-4-AlkylenNR^aR^b, C_1-4-Alkylenheteroaryl, C_1-4-AlkylenHet, C_1-4-AlkylenC(=O)C_1-4-alkylenaryl, C_1-4-AlkylenC(=O)C_1-4-alkylenheteroaryl, C_1-4-AlkylenC(=O)Het, C_1-4-AlkylenC(=O)NR^aR^b, C_1-4-AlkylenOR^a, C_1-4-AlkylenNR^aC(=O)R^a, C_1-4-AlkylenOC_1-4-alkylenOR^a, C_1-4-AlkylenNR^aR^b, C_1-4-AlkylenC(=O)OR^a und C_1-4-AlkylenOC_1-4-alkylenC(=O)OR^a;
R⁵ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, OR^a, C_1-6-Alkyl, Aryl, Heteroaryl, ArylC_1-3-alkyl, C_1-3-Alkylenaryl, C_1-3-AlkylenHet, C_3-8-Cycloalkyl und C_3-8-Heterocycloalkyl;
R⁶ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-Heterocycloalkyl, Aryl, Heteroaryl, OR^a, C(=O)OR^a, C(=O)R^a, C(=O)NR^aR^b, C(=S)OR^a und C(=S)NR^aR^b;
X ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus CHR⁷, CHR⁷CH₂, CH₂CHR⁷, CR⁷=CH, CH=CR⁷, QCHR⁷ und CHR⁷Q, oder X eine Bindung ist;
Q O, S oder NR^a ist;
R⁷ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, OR^a, C_1-6-Alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-Heterocycloalkyl, Aryl, Heteroaryl, C_1-3-Alkylenaryl, C_1-3-Alkylenheteroaryl, C_1-3-AlkylenHet, ArylC_1-3-alkyl und HeteroarylC_1-3-alkyl;
Het für einen 5- oder 6-gliedrigen heterocyclischen Ring steht, gesättigt oder teilweise oder vollständig ungesättigt, der wenigstens ein Heteroatom enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel, und fakultativ substituiert ist mit C_1-4-Alkyl oder C(=O)OR^a;
R^a ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, Aryl, Aryl-C_1-3-alkyl, C_1-3-Alkylenaryl, Heteroaryl, HeteroarylC_1-3-alkyl und C_1-3-Alkylenheteroaryl;
R^b ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, Aryl, Heteroaryl, ArylC_1-3-alkyl, HeteroarylC_1-3-alkyl, C_1-3-AlkylenN(R^a)₂, C_1-3-Alkylenaryl, C_1-3-AlkylenHet, HaloC_1-3-alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-Heterocycloalkyl, C_1-3-Alkylenheteroaryl, C_1-3-AlkylenC(=O)OR^a und C_1-3-AlkylenC_3-8-heterocycloalkyl;
oder R^a und R^b zusammengenommen sind, um einen 5- oder 6-gliedrigen Ring zu bilden, der fakultativ wenigstens ein Heteroatom enthält;
q 0, 1, 2, 3 oder 4 ist;
mit der Maßgabe, daß, wenn X CHR⁷ ist, wenigstens eines von R⁴, R⁵, R⁶ und R⁷ von Wasserstoff verschieden ist; und
pharmazeutisch annehmbare Salze und Hydrate davon.
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. Die Kohlenwasserstoffgruppe kann bis zu 16 Kohlenstoffatome enthalten. Der Begriff „Alkyl" schließt „verbrücktes 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, z.B. Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclohexyl und Cyclopentyl.
Der Begriffe „Alkenyl" und „Alkinyl" sind identisch wie „Alkyl" definiert, mit der Ausnahme, daß sie eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung bzw. Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindung enthalten. „Cycloalkenyl" ist ähnlich zu Cycloalkyl definiert, mit der Ausnahme, daß eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung im Ring vorhanden ist.
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 eine 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 davon. 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. Sofern nicht anders angegeben, kann eine „Aryl"-Gruppe unsubstituiert oder substituiert sein, zum Beispiel mit einem oder mehreren, und insbesondere einem bis drei, Halo, Alkyl, Hydroxyalkyl, Alkoxy, Alkoxyalkyl, Haloalkyl, Nitro, Amino, Alkylamino, Acylamino, Alkylthio, Alkylsulfinyl und Alkylsulfonyl. Beispielhafte Arylgruppen schließen Phenyl, Naphthyl, Tetrahydronaphthyl, 2-Chlorphenyl, 3-Chlorphenyl, 4-Chlorphenyl, 2-Methylphenyl, 4-Methoxyphenyl, 3-Trifluormethylphenyl, 4-Nitrophenyl und dergleichen ein. Die Begriffe „ArylC_1-3-alkyl" und „HeteroarylC_1-3-alkyl" sind definiert als eine Aryl- oder Heteroarylgruppe mit einem C_1-3-Alkyl-Substituenten.
Der Begriff „Heteroaryl" ist hierin definiert als ein monocyclisches oder bicyclisches Ringsystem, das einen oder zwei aromatische Ringe enthält und wenigstens ein Stickstoff-, Sauerstoff- oder Schwefelatom in einem aromatischen Ring enthält und das unsubstituiert oder substituiert sein kann, zum Beispiel mit einem oder mehreren, und insbesondere einem bis drei, Substituenten, 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" ist definiert als monocyclische, bicyclische und tricyclische Gruppen, die ein oder mehrere Heteroatome enthalten, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die aus Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel besteht. Eine „Het"-Gruppe kann auch eine Oxogruppe (=O) enthalten, die an den Ring gebunden ist. Nichtbeschränkende Beispiele von Het-Gruppen schließen 1,3-Dioxolan, 2-Pyrazolin, Pyrazolidin, Pyrrolidin, Piperazin, ein Pyrrolin, 2H-Pyran, 4H-Pyran, Morpholin, Thiopholin, Piperidin, 1,4-Dithian und 1,4-Dioxan ein.
Der Begriff „Hydroxy" ist definiert als -OH.
Der Begriff „Alkoxy" ist definiert als -OR, wobei R Alkyl ist.
Der Begriff „Alkoxyalkyl" ist als eine Alkylgruppe definiert, in der ein Wasserstoffatom durch eine Alkoxygruppe ersetzt worden ist. Der Begriff „(Alkylthio)alkyl" ist in ähnlicher Weise wie Alkoxyalkyl definiert, mit der Ausnahme, daß statt eines Sauerstoffatoms ein Schwefelatom vorhanden ist.
Der Begriff „Hydroxyalkyl" ist definiert als eine Hydroxygruppe, die an eine Alkylgruppe gebunden ist.
Der Begriff „Amino" ist definiert as -NH₂ und der Begriff „Alkylamino" ist definiert als -NR₂, wobei wenigstens ein R Alkyl ist und das zweite R Alkyl oder Wasserstoff ist.
Der Begriff „Acylamino" ist definiert als RC(=O)N, wobei R Alkyl oder Aryl ist.
Der Begriff „Alkylthio" ist definiert als -SR, wobei R Alkyl ist.
Der Begriff „Alkylsulfinyl" ist definiert als R-SO₂, wobei R Alkyl ist.
Der Begriff „Alkylsulfonyl" ist definiert als R-SO₃, wobei R Alkyl ist.
Der Begriff „Nitro" ist definiert als -NO₂.
Der Begriff „Trifluormethyl" ist definiert als -CF₃.
Der Begriff „Trifluormethoxy" ist definiert als -OCF₃.
Der Begriff „Cyano" ist definiert als -CN.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist q 0.
In bevorzugten Ausführungsformen ist R¹ ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C_1-6-Alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_2-6-Alkenyl und HaloC_1-6-alkyl.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist R² ein fakultativ substituiertes bicyclisches Ringsystem
wobei der bicyclische Ring für zum Beispiel Naphthalin oder Inden stehen kann oder einen Heterocyclus, wie etwa Benzoxazol, Benzothiazol, Benzisoxazol, Benzimidazol, Chinolin, Indol, Benzothiophen oder Benzofuran, oder
worin n eine ganze Zahl 1 oder 2 ist und G unabhängig C(R^a)₂, O, S oder NR^a ist. Der bicyclische Ring, der den R²-Substituenten umfaßt, ist typischerweise durch ein Phenyl-Ringkohlenstoffatom an den Rest des Moleküls gebunden.
In einer weiteren bevorzugten Gruppe von Verbindungen von Formel (I) steht R² für einen fakultativ substituierten bicyclischen Ring
worin n 1 oder 2 ist und G unabhängig CH₂ oder O sind. Besonders bevorzugte R²-Substituenten schließen
ein.
Innerhalb dieser bestimmten Gruppe von Verbindungen schließen nicht-beschränkende Beispiele für Substituenten für den bicyclischen Ring Halo (z.B. Chlor), C_1-3-Alkyl (z.B. Methyl, Ethyl oder i-Propyl), OR^a (z.B. Methoxy, Ethoxy oder Hydroxy), CO₂R^a, Halomethyl oder Halomethoxy (z.B. Trifluormethyl oder Trifluormethoxy), Cyano, Nitro und NR^aR^b ein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist R⁴ ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, Aryl, Heteroaryl, C_1-4-AlkylenHet, C_1-4-Alkylenheteroaryl, C_1-4-Alkylenaryl, C_1-4-AlkylenC(=O)C_1-4-alkylenaryl, C_1-4-AlkylenC(=O)OR^a, C_1-4-AlkylenC(=O)NR^aR^b, C_1-4-AlkylenC(=O)Het, C_1-4-AlkylenNR^aR^b, C_1-4-AlkylenNR^aC(=O)R^a und C_1-4-AlkylenOC_1-4-alkylenOR^a.
In bevorzugteren Ausführungsformen ist R⁴ ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff; C_1-4-Alkylenheteroaryl, wobei die Heteroarylgruppe ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Benzimidazol, einem Triazol und Imidazol; C_1-4-AlkylenHet, wobei Het ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Piperazinyl, Morpholinyl, Pyrrolidinyl, Pyrrolidonyl, Tetrahydrofuranyl, Piperidinyl,
C_1-4-AlkylenC₆H₅, fakultativ substituiert mit einer bis drei Gruppen, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus C(=O)OR^a, NR^aR^b, NR^aSO₂CF₃, SO₂NR^aR^b, CN, OR^a, C(=O)R^a, C_1-4-AlkylenNR^aR^b, Nitro, OC_1-4-Alkylenaryl und OC_1-4-AlkylenNR^aR^b; C_1-4-AlkylenC(=O)benzyl; C_1-4-AlkylenC(=O)OR^a; C_1-4-AlkylenC(=O)NR^aR^b; C_1-4- AlkylenC(=O)NR^aR^c; OC_1-4-Alkyl; C₆H₅; C_1-4-AlkylenNR^aR^b; C_1-4-AlkylenOR^a, C_1-4-AlkylenNHC(=O)R^a; und C_1-4-AlkylenOC_1-4-alkylenOR^a.
In bevorzugten Ausführungsformen ist R⁵ ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, OR^a, C_1-6-Alkyl, Aryl und Heteroaryl.
In bevorzugten Ausführungsformen ist R⁶ ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-Heterocycloalkyl, OR^a, Aryl und Heteroaryl.
In bevorzugten Ausführungsformen ist X eine Bindung oder ist X ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus CHR⁷, CHR⁷CH₂, CH₂CHR⁷, CH=CR^a und CR^a=CH; und ist R⁷ ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, OR^a, C_1-6-Alkyl, Aryl, Heteroaryl, C_3-8-Cycloalkyl und C_3-8-Heterocycloalkyl.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen ist q 0 oder ist R⁰ ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Halo und Methyl; ist R¹ Methyl; ist R² ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus

ist R⁴ ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff und C_1-6-Alkyl; ist R⁵ ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus H, CH₃ und OH; ist R⁶ ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, Methyl, OH, Phenyl und Cyclohexyl; und ist X ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus CHR⁷ und CHR⁷CH₂ oder ist X eine Bindung; und ist R⁷ ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus OH, Methyl und Phenyl.
Eine besonders bevorzugte Unterklasse von Verbindungen innerhalb des allgemeinen Schutzumfanges von Formel (I) ist repräsentiert durch Verbindungen von Formel (II)
und pharmazeutisch annehmbare Salze und Solvate (z.B. Hydrate) davon.
Verbindungen von Formel (I) können ein oder mehrere asymmetrische Zentren enthalten und können daher als Stereoisomere vorkommen. Die vorliegende Erfindung schließt sowohl Mischungen als auch separate individuelle Stereoisomere der Verbindungen von Formel (I) ein. Verbindungen von Formel (I) können auch in tautomeren Formen vorkommen und die Erfindung schließt sowohl Mischungen als auch separate individuelle Tautomere derselben 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 von Formel (I) können auch pharmazeutisch annehmbare Metallsalze, insbesondere Alkalimetallsalze und Erdalkalimetallsalze, mit Basen bereitstellen. Beispiele schließen die Natrium-, Kalium-, Magnesium- und Calciumsalze ein.
Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind potente und selektive Inhibitoren von cGMP-spezifischer PDE5. Verbindungen von Formel (I) sind somit von Interesse zur Verwendung in der Therapie, spezifisch zur 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 verschiedener 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) sind daher nützlich 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 Carotidangioplastie oder Transplantatstenose nach Bypassoperation), peripherer Gefaßerkrankung, Gefäßstörungen, wie etwa Raynaud-Krankheit, Thrombocythämie, entzündlicher Erkrankungen, Schlaganfall, Bronchitis, chronischem Asthma, allergischem Asthma, allergischer Rhinitis, Glaucom, Osteoporose, Frühgeburt, gutartiger 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 von 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 sexueller Erregungsstörung. Weibliche sexuelle 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 in der Scheide, Scheidenschmierung und Expansion und Anschwellen der äußeren Genitalien.
Man glaubt daher, daß Verbindungen von Formel (I) nützlich sind bei der Behandlung männlicher erektiler Dysfunktion und weiblicher sexueller 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 die 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 Lungenerkrankung, kongestivem Herzversagen, akutem Atemnotsyndrom, akutem und chronischem Nierenversagen, Atherosklerose, Zuständen verringerter Blutgefäßdurchlässigkeit (z.B. post-PTCA oder Transplantatstenose nach Bypassoperation), peripherer 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, Frühgeburt, gutartiger 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.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können verwendet werden in einem Verfahren zur Behandlung der obengenannten Zustände und Störungen in einem menschlichen oder nicht-menschlichen tierischen Körper, 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 wirksamen 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 bei 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 pharmazeutisch 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 von 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 Zusammensetzungen zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung können somit in einer herkömmlichen Art und Weise unter Verwendung eines oder mehrerer physiologisch annehmbarer Trägerstoffe formuliert werden, 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 bevorzugte 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 pharmazeutisch 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 aus, 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 Verbindungen 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 Retentionseinläufe, 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 der 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 Ovuli, 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 Lösung 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 jedem geeigneten Verfahren, das 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, R³, R⁴, R⁵ und R⁷ sowie X definiert wie in Strukturformel (I) oben. Insbesondere können Verbindungen von Strukturformel (I) gemäß den folgenden Syntheseschemata hergestellt werden.
Daugan, U.S.-Patent Nr. 5,859,006 , offenbart die Herstellung einer Verbindung von Strukturformel (III):
Die Verbindungen von Strukturformel (I) können in einer analogen Art und Weise wie eine Verbindung von Strukturformel (III) durch Verwendung geeignet substituierter Ausgangsmaterialien hergestellt werden.
In der folgenden Methode A wird das 1,2,3,4-Tetrahydro-β-carbolin (IV) aus Verbindung (III) mit der Pictet-Spengler-Reaktion hergestellt. Siehe A. Madrigal et al., Org. Chem., 63, S. 2724 (1998); P.D. Bailey et al., Tetrahedron Lett., 35, S. 3587 (1994); K.M. Czerwinski et al., Stereochemical Control of the Pictet-Spengler Reaction in the Synthesis of Natural Products, in Adv. Heterocycl. Nat. Prod. Synth., 3, S. 217 (1996), W.H. Pearson Hrg., JAI Press, Greenwich; P.D. Bailey et al., J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, S. 431-439 (1993); und E.D. Cox et al., Chem. Rev., 95, S. 1797 (1995).
Insbesondere wird der substituierte Tryptophanester (III) mit entweder einem Aldehyd, Keton oder Äquivalent umgesetzt, um Verbindung (IV) zu ergeben. Siehe R.S. Hoerner et al., Tetrahedron Lett., 39, S. 3455 (1998); L. Jeannin et al., Tetrahedron Lett., 36, S. 2057 (1995); L.W. Boteju et al., Tetrahedron Lett., 33, S. 7491 (1992); und T. Nagty et al., Eur. J. Med. Chem., 30, S. 575 (1995). Verbindung (IV) wird dann mit entweder einer Aminosäure oder einem Säurehalogenid unter geeigneten Acylierungsbedingungen behandelt, um eine Verbindung von Strukturformel (I) zu bilden. Ringcyclisierung, um das Diketopiperazin zu bilden, wird durch intramolekularen Amin-Angriff am Ester durchgeführt. Eine Verbindung (I) kann auch von einer Verbindung (V) mit einer Seitenkette, die eine Abgangsgruppe trägt, die mit einem primären Amin reagieren kann, abgeleitet werden.
Methode A
Methode B
Alternativ kann eine Verbindung von Strukturformel (I) zunächst durch Reaktion eines Tryptophans (VI) mit einer Aminosäure unter typischen Peptidkopplungsbedingungen, um ein N-Acyltryptophan (VII) zu bilden, hergestellt werden. Ringcyclisierung, um ein Diketopiperazin (VIII) zu bilden, wird durch intramolekularen Amin-Angriff am Ester durchgeführt. Das resultierende Piperazin kann eine Kondensation mit einem Aldehyd oder Keton unter modifizierten Pictet-Spengler-Bedingungen durchlaufen, um eine Verbindung von Formel (I) zu ergeben. Siehe T.A. Miller et al., Bioorg. Med. Chem. Lett., 8, S. 1065 (1998); A. Previero et al., Canadian J. of Chemistry, 46, S. 3404 (1968); und D. Ducrot et al., Tet Lett., 40, S. 9037 (1999).
Methode C
Das β-Carbolin-Skelett kann auch unter Verwendung einer Bischler-Napieralski-Reaktion aufgebaut werden, die eine Cyclodehydrierung eines acylierten Tryptophans (X) einschließt. Siehe W.M. Whaley et al., „The Preparation of 3,4-Dihydroisoquinolines and Related Compounds by the Bischler-Napieralski Reaction", Org. React., VI, S. 74-150 (1951); A. Ishida et al., Chem. Pharm. Bull, 30, S. 4226 (1982); T. Nakamura et al., Chem. Pharm. Bull, 32, S. 2859 (1984); und A. Ishida et al., Chem. Pharm. Bull, 33, S. 3237 (1985). P₂O₅ oder POCl₃ sind die am häufigsten verwendeten Cyclisierungsreagentien. Reduktion des Imins (XI) mit Natriumborhydrid (NaBH₄) ergibt zum Beispiel das 1,2,3,4-Tetrahydro-β-carbolin (IV). Verbindung (IV) wird dann zum Beispiel unter Verwendung von Methode A in eine Verbindung von Strukturformel (I) umgewandelt.
Modifizierte Methode C
Eine modifizierte Methode C vermeidet Razemisierung, wobei das Amin (IX) zunächst acyliert wird, um (X) bereitzustellen, und dann in das Thioamid (XII) mit zum Beispiel Lawesson-Reagens umgewandelt wird. Behandlung von Thioamid (XII) mit einem Alkylhalogenid oder Acylhalogenid führt zu einem Iminiumhalogenid (XIII). Reduktion des rohen (XIII) mit NaBH₄ bei einer verringerten Temperatur führt stereoselektiv zum 1,2,3,4-Tetrahydro-β-carbolin (IV). Verbindung (IV) wird dann unter Verwendung von Methode A in eine Verbindung (I) umgewandelt.
Methode D
Synthese eines C-12,13-Dehydro-Derivats (XIV) durch Oxidation mit DDQ in wäßrigem Acetonitril ist berichtet worden. Siehe M. Nakagawa et al., Chem. Pharm. Bull, 37, S. 23 (1989). Die 13-Hydroxyverbindung (XV) wurde als ein Nebenprodukt erhalten. Weitere Oxidation zum 12,13-Diol (XVI) wurde mit NBS durchgeführt.
Man sollte verstehen, daß Schutzgruppen gemäß allgemeinen Prinzipien der synthetischen organischen Chemie eingesetzt werden können, um Verbindungen von Strukturformel (I) bereitzustellen. Schutzgruppenbildende Reagentien, wie Benzylchlorformiat und Trichlorethylchlorformiat, sind den Fachleuten gut bekannt, siehe zum Bespiel T.W. Greene et al., „Protective Groups in Organic Synthesis, Third Edition", John Wiley and Sons, Inc., NY, NY (1999). Diese Schutzgruppen werden, wenn erforderlich, durch geeignete basische, saure oder hydrogenolytische Bedingungen, die den Fachleuten bekannt sind, abgespalten. Demgemäß können Verbindungen von Strukturformel (I), die hierin nicht spezifisch exemplifiziert sind, von Fachleuten hergestellt werden.
Zusätzlich können Verbindungen von Formel (I) in andere Verbindungen von Formel (I) umgewandelt werden. So kann zum Beispiel ein bestimmter Substituent interkonvertiert werden, um eine weitere substituierte Verbindung von Formel (I) herzustellen. Beispiele für geeignete Interkonversionen schließen OR^a zu Hydroxy mit geeigneten Mitteln (z.B. unter Verwendung eines Reduktionsmittels, wie etwa SnCl₂, oder eines Palladium-Katalysators, wie Palladium-auf-Kohlenstoff) oder Amino zu substituiertem Amino, wie etwa Acylamino oder Sulfonylamino, unter Verwendung von standardmäßigen Acylierungs- oder Sulfonylierungsbedingungen ein, sind aber nicht hierauf beschränkt.
Verbindungen von Formel (I) können als individuelle Stereoisomere oder als eine razemische Mischung hergestellt werden. Individuelle Stereoisomere der Verbindungen der Erfindung können aus Razematen durch Trennung unter Verwendung von im Stand der Technik für die Trennung razemischer Mischungen in deren konstituierende Stereoisomere bekannten Methoden hergestellt werden, zum Beispiel durch Verwendung von HPLC auf einer chiralen Säure, wie etwa Hypersil-Naphthylharnstoff, oder unter 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 Säureadditionsalze der Verbindungen von Formel (I), die ein basisches Zentrum enthalten, können auf eine herkömmliche Art und Weise hergestellt werden. Zum Beispiel kann eine Lösung der freien Base 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 Behandeln einer Lösung einer Verbindung von Formel (I) mit einer geeigneten Base erhalten werden. Beide Arten von Salz können unter Verwendung von Ionenaustauschharztechniken gebildet 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, gefolgt von (i) Salzbildung oder (ii) Solvatbildung (z.B. Hydratbildung).
Die folgenden zusätzlichen Abkürzungen werden hierin im folgenden in den begleitenden Beispielen verwendet: rt (Raumtemperatur), aq (wäßrig), min (Minute), h (Stunde), g (Gramm), mmol (Millimol), m.p. (Schmelzpunkt), LiOH (Lithiumhydroxid), eq (Äquivalente), l (Liter), ml (Milliliter), μl (Mikroliter), DMSO (Dimethylsulfoxid), CH₂Cl₂ (Dichlormethan), IPA (Isopropylalkohol), TFA (Trifluoressigsäure), EtOH (Ethanol), MeOH (Methanol), DMF (Dimethylformamid), NaBH₄ (Natriumborhydrid), MgBr₂ (Magnesiumbromid), Et₃N (Triethylamin), MeNH₂ (Methylamin), AcOH (Essigsäure), HCl (Salzsäure), Na₂SO₄ (Natriumsulfat), EtOAc (Ethylacetat), NaHCO₃ (Natriumbicarbonat), Et₂O (Diethylether), NaOH (Natriumhydroxid), CHCl₃ (Chiororform), Et₃N (Triethylamin), CH₃CN (Acetonitril) und THF (Tetrahydrofuran).
Gegenstände, die keinen Teil der Erfindung, wie beansprucht, bilden, werden in den Beispielen nur zu Vergleichs-/Referenzzwecken angegeben.
Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)
(6R,12aR)-6-Benzo[1,3]dioxol-5-yl-2,12a-dimethyl-2,3,6,7,12,12a-hexahydropyrazino[1',2':1,6]pyrido[3,4-b]indol-1,4-dion
Beispiel 1 wurde aus D-alpha-Methyltryptophanethylester hergestellt, wie veranschaulicht im folgenden Syntheseschema. Zwischenprodukt 1 kann mit dem Verfahren hergestellt werden, das in Daugan, U.S.-Patent Nr. 5,859,006 , offenbart ist.
Dastellung von (+/–)-cis-2-Chloracetyl-β-carbolin (Zwischenprodukt 2)
Chloracetylchlorid (0,16 ml, 2,14 mmol) wurde tropfenweise zu einer Mischung von Zwischenprodukt 1 (0,31 g, 0,82 mmol) und Et₃N (0,46 ml, 3,28 mmol) in THF (5 ml) bei 0°C unter einer Stickstoffdecke zugegeben. Die resultierende Mischung wurde auf Raumtemperatur erwärmt und für etwa 4 h gerührt. Die Reaktion wurde mit 1 N HCl (2 ml) gequencht, dann konzentriert, um THF zu entfernen. Der Rückstand wurde mit CH₂Cl₂ (50 ml) und Wasser (3 ml) verdünnt. Die Schichten wurden getrennt, und die organische Phase wurde mit Wasser (5 ml) und Salzlösung (5 ml) gewaschen, dann über wasserfreiem Na₂SO₄ getrocknet. Filtration und Konzentration im Vakuum ergaben ein braunes Öl. Reinigung durch Säulenchromatographie (Silicagel, 0-10% EtOAc/CH₂Cl₂) lieferte Zwischenprodukt 2 als einen hellbraunen Feststoff 0,25 g (66,2%); TLC R_f (10% EtOAc/CH₂Cl₂) = 0,52.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 11,31 (s, 1H), 7,46-7,48 (m, 2H), 7,33-7,39 (m, 2H), 7,07 (dt, J = 1 Hz, J = 7,5 Hz, 1H), 6,91-7,00 (m, 2H), 6,18 (s, 1H), 5,98 (dd, J = 0,8 Hz, J = 6,8 Hz, 2H), 4,62 (d, J = 14,1 Hz, 1H), 4,13-4,27 (m, 2H), 3,84 (d, J = 14,1 Hz, 1H), 3,10 (s, 2H), 1,34 (s, 3H), 1,29 (t, J = 7,1 Hz, 3H).
Darstellung von Beispiel 1
Eine Mischung von Zwischenprodukt 2 (0,248 g, 0,54 mmol), 40% CH₃NH₂ in Wasser (0,24 ml, 2,73 mmol) und THF (2 ml) wurde bei 40°C unter einer Stickstoffdecke für 4 h erhitzt, wobei sich während dieser Zeit ein weißer Niederschlag bildete. Die Suspension wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, dann mit konzentrierter HCl (0,13 ml) gequencht. Das THF wurde im Vakuum entfernt und 10% Wasser/MeOH (1 ml) wurde zum Rückstand zugegeben. Der Feststoff wurde durch Filtration gesammelt, um 0,15 g (68,0%) von Beispiel 1 nach Trocknung zu liefern: mp 327-332°C; TLC R_f (10% EtOLAc/CH₂Cl₂) = 0,23.
¹H-NMR (300 MHz, DMSO-d₆) δ: 10,96 (s, 1H), 7,52 (d, J = 7,5 Hz, 1H), 7,29 (d, J = 7,8 Hz, 1H), 7,05 (dt, J = 1,1 Hz, J = 7,5 Hz, 1H), 6,98 (dt, J = 1,1 Hz, J = 7,4 Hz, 1H), 6,86 (s, 1H), 6,75-6,82 (m, 2H), 6,02 (s, 1H), 5,92 (d, J = 1,0 Hz, 2H), 4,31 (d, J = 18,2 Hz, 1H), 4,01 (d, J = 18,1 Hz, 1H), 3,37 (d, J = 15,9 Hz, 1H), 3,17 (d, J = 1,59 Hz, 1H), 2,95 (s, 3H), 1,29 (s, 3H); MS (API) m/z 404 (M+H), 426 (M+Na); [α]_D ^25°C = +62,2° (c = 0,21, DMSO). Anal. berechnet für C₂₃H₃₁N₃O₄; C, 68,47; H, 5,25; N, 10,42. Gefunden: C, 68,20; H, 5,33; N, 10,35. Die relative Stereochemie des Hauptproduktes wurde durch NOE-Differenzexperimente (DMSO-d₆) als das cis-Isomer bestätigt: positive NOE-Verstärkungen vom C12a-Methyl bei 1,29 ppm zum C6-Proton bei 6,02 ppm.
Beispiele 2a und 2b (Vergleichsbeispiel)
Beispiel 2a (+–, cis)-6-Benzo[1,3]dioxol-5-yl-2,6-dimethyl-2,3,6,7,12,12a-hexahydropyrazino[1',2':1,6]pyrido[3,4-b]indol-1,4-dion
Beispiel 2b (+–, trans)-6-Benzo[1,3]dioxol-5-yl-2,6-dimethyl-2,3,6,7,12,12a-hexahydropyrazino[1',2':1,6]pyrido[3,4-b]indol-1,4-dion
Beispiele 2a und 2b wurden aus D-Tryptophanmethylester und 3',4'-(Methylendioxy)-acetophenon hergestellt, wie dargestellt im folgenden Schema.
Darstellung von (6R)-Carbolin (Zwischenprodukt 3a) und (6S)-Carbolin (Zwischenprodukt 3b)
Eine Mischung von D-Tryptophanmethylester (3,25 g, 15,2 mmol) und 3',4'-(Methylendioxy)acetophenon in Xylolen wurde bei Rückfluß unter einer Sticksioffdecke mit einem Dean-Stark-Kondensator für 20 Stunden erhitzt. Die gelbe Mischung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, und p-Toluolsulfonsäure-Monohydrat (0,25 g) wurde zugegeben. Die Mischung wurde dann für zusätzliche 7 Stunden erneut auf Rückfluß erhitzt. Die dunkelbraune Mischung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und mit EtOAc (100 ml) verdünnt. Die Mischung wurde dann nacheinander mit gesättigtem NaHCO₃ (15 ml), Wasser (20 ml) und Salzlösung (20 ml) gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert, und das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen. Das resultierende braune Öl wurde durch Flashsäulenchromatographie unter Elution mit CH₂Cl₂/EtOAc (9:1) gereinigt, um das Isomer Zwischenprodukt 3a als einen gelben Feststoff zu liefern (397 mg, 6%): TLC R_f (9:1 CH₂Cl₂/MeOH) = 0,61.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 7,56-7,49 (m, 2H), 7,25-7,09 (m, 3H), 6,95-6,88 (m, 2H), 6,75 (d, J = 8,3 Hz, 1H), 5,91 (s, 2H), 4,08-3,98 (m, 1H), 3,77 (s, 3H), 3,24-3,16 (m, 1H), 2,95-2,82 (m, 1H), 1,87 (s, 3H).
Das später eluierende Isomer Zwischenprodukt 3b wurde dann als ein gelber Feststoff erhalten (1,17 g, 18%): TLC R_f (9:1 CH₂Cl₂/MeOH) = 0,51.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 7,92 (bs, 1H), 7,56 (d, J = 8,3 Hz, 1H), 7,38 (d, J = 8,3 Hz, 1H), 7,26-7,10 (m, 2H), 6,87 (s, 1H), 6,66 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 6,58 (d, J = 8,0, 1H), 5,92 (s, 2H), 3,77 (s, 3H), 3,67-3,58 (m, 1H), 3,17-3,07 (m, 1H), 2,91-2,79 (m, 1H), 1,81 (s, 3H).
Darstellung von (6R)-2-Chloracetyl-β-carbolin (Zwischenprodukt 4a)
Chloracetylchlorid (0,12 ml, 1,5 mmol) wurde tropfenweise zu einer Mischung des (6R)-Carbolins, Zwischenprodukt 3a, (364 mg, 1,00 mmol) und Et₃N (0,21 ml, 1,5 mmol) in CH₂Cl₂ (10 ml) bei 0°C unter einer Stickstoffdecke zugegeben. Die resultierende Mischung wurde bei 0°C für 1 Stunde gerührt, woraufhin die Mischung für 1 weitere Stunde bei Raumtemperatur gerührt wurde. Die braune Lösung wurde mit CH₂Cl₂ (30 ml) verdünnt, dann nacheinander mit gesättigtem NaHCO₃ (10 ml) und Salzlösung (10 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert, und das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen, um ein dickes braunes Öl zu liefern. Der Rückstand wurde durch Flashsäulenchromatographie unter Elution mit CH₂Cl₂/EtOAc (10:1) gereinigt, um (6R)-2-Chloracetyl-β-carbolin (Zwischenprodukt 4a) als ein braunes Öl zu liefern, das in der nächsten Stufe verwendet wurde (297 mg): TLC R_f (CH₂Cl₂) = 0,42.
Darstellung von Beispiel 2a
Eine Mischung von Zwischenprodukt 4a (295 mg, 0,67 mmol), CH₃NH₂ (1,4 ml, 2,0 M in THF, 2,8 mmol) und MeOH (7 ml) wurde bei 45°C unter einer Stickstoffdecke für 18 Stunden erhitzt. Die resultierende gelbe Aufschlämmung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, und der Niederschlag wurde durch Vakuumfiltration gesammelt. Der Feststoff wurde mit CH₃OH (2 × 2 ml) gewaschen, dann wurde der Feststoff in einem Vakuumofen bei 80°C für 6 Stunden getrocknet, um Beispiel 2a als ein weißes Pulver zu liefern (135 mg, 33% für zwei Stufen). Das Pulver wurde durch NOE-Differenzexperiment (positive Verstärkung) als das gewünschte cis-Isomer bestätigt: mp 319-323°C; TLC R_f (9:1 CH₂Cl₂/EtOAc) = 0,15.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 7,58-7,50 (m, 1H), 7,41 (bs, 1H), 7,22-7,07 (m, 3H), 6,93-6,87 (m, 1H), 6,76-6,66 (m, 2H), 5,89 (s, 1H), 5,85 (2, 1H), 4,50-4,40 (m, 1H), 3,99 (d, J = 17,4 Hz, 1H), 3,89-3,73 (m, 2H), 3,17-3,08 (m, 1H), 3,02 (s, 3H), 2,15 (s, 3H); ¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 165,2, 162,5, 147,9, 146,3, 138,8, 137,5, 136,6, 126,2, 122,5, 120,0, 118,7, 117,9, 111,0, 107,8, 106,0, 101,1, 62,7, 55,8, 52,2, 33,3, 27,3, 21,4 ppm; API MS m/z 404 [C₂₃H₂₁N₃O₄+H]⁺; [α]_D ^25°C = +3,3 (c = 0,5, CHCl₃). Anal. berechnet für C₂₃H₂₁N₃O₄: C, 68,47; H, 5,25; N, 10,42. Gefunden: C, 68,41; H, 5,25; N, 10,13.
Darstellung von (6S)-2-Chloracetyl-β-carbolin (Zwischenprodukt 4b)
Chloracetylchlorid (0,29 ml, 3,6 mmol) wurde tropfenweise zu einer Mischung des (6S)-Carbolins, Zwischenprodukt 3b, (1,09 g, 2,99 mmol) und Et₃N (0,51 ml, 3,59 mmol) in CH₂Cl₂ (30 ml) bei 0°C unter einer Stickstoffdecke zugegeben. Die resultierende Mischung wurde bei 0°C für 0,5 Stunden gerührt, woraufhin die Mischung für weitere 2,5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt wurde. Die braun-rötliche Lösung wurde mit CH₂Cl₂ (30 ml) verdünnt und nacheinander mit gesättigtem NaHCO₃ (15 ml) und Salzlösung (30 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert, und das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen, um einen braunen Feststoff zu liefern.
Der Rückstand wurde durch Flashsäulenchromatographie unter Elution mit CH₂Cl₂ gereinigt, um (6S)-2-Chloracetyl-β-carbolin, Zwischenprodukt 4b, als einen braunen Feststoff zu liefern, der im nächsten Schritt ohne weitere Reinigung verwendet wurde (780 mg): TLC R_f (CH₂Cl₂) = 0,29.
Darstellung von Beispiel 2b
Eine Mischung von Zwischenprodukt 4b (770 mg, 1,75 mmol), CH₃NH₂ (3,5 ml, 2,0 M in THF, 7,0 mmol) und CH₃OH (10 ml) wurde bei 40°C unter einer Stickstoffdecke für 30 Stunden erhitzt. Die resultierende gelbe Lösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, dann unter verringertem Druck konzentriert. Der Rückstand wurde durch Flashsäulenchromatographie unter Elution mit CH₂Cl₂/EtOAc (10:1) gereinigt, um Beispiel 2b als ein weißes Pulver zu liefern (601 mg, 50% für zwei Stufen): mp 212-219°C; TLC R_f (9:1 CH₂Cl₂/EtOAc) = 0,31.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 7,81 (bs, 1H), 7,56 (d, J = 6,9 Hz, 1H), 7,30-7,06 (m, 3H), 6,88 (d, J = 1,7 Hz, 1H), 6,80 (d, J = 8,1 Hz, 1H), 6,69 (d, J = 8,1 Hz, 1H), 5,92 (d, J = 1,2 Hz, 1H), 5,90 (d, J = 1,0 Hz, 1H), 4,37-4,24 (m, 1H), 4,01 (d, J = 17,8 Hz, 1H), 3,81 (d, J = 1,2 Hz, 1H), 5,90 (d, J = 1,0 Hz, 1H), 4,37-4,24 (m, 1H), 4,01 (d, J = 8,1 Hz, 1H), 3,77-3,62 (m, 1H), 3,05-2,87 (m, 4H), 2,33 (s, 3H); ¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃) δ: 165,5, 163,0, 148,0, 147,3, 137,2, 136,6, 136,2, 126,1, 122,6, 120,4, 120,0, 118,6, 111,1, 107,8, 107,5, 101,3, 64,3, 56,7, 52,6, 33,2, 28,0, 26,8 ppm; API MS m/z 404 [C₂₃H₂₁N₃O₄+H]⁺; [α]_D ^25°C = +1,43 (c = 0,5, CHCl₃). Anal. berechnet für C₂₃H₂₁N₃O₄·0,75 H₂O: C, 66,26; H, 5,44; N, 10,08. Gefunden: C, 66,53; H, 5,30; N, 9,97.
Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel)
(+–,6,12a-cis-12,12a-trans)-6-Benzo-(1,3)-dioxol-5-ylmethyl-12-phenyl-2,3,6,7,12,12a-hexahydropyrazino-[1',2':1,6]pyrido[3,4-b]indol-1,4-dion
Beispiel 3 wurde hergestellt, wie dargestellt in den folgenden Schemata 1 bis 3. Siehe T. Nagty, Eur. J. Med. Chem., 30, S. 575 (1995). Das erythro-Isomer (+/–), Zwischenprodukt 5a, und threo-Isomer (+/–), Zwischenprodukt 5b, wurden aus Indol hergestellt. Die getrennten Isomere wurden getrennt verwendet, um Beispiel 3 zu liefern, wie in Schema 2 bzw. Schema 3 dargestellt. Im Falle des erythro-Isomers, Zwischenprodukt 5a, wurde im letzten Schritt Epimerisierung beobachtet, um die umgedrehte Stereochemie an C12 zu liefern.
Schema 1
Darstellung von Gramin (Zwischenprodukt 6)
Zu einer Lösung von N-Benzylidenisopropylamin (7,5 g, 51 mmol) in Benzol (10 ml) bei 0°C unter einer Stickstoffdecke wurde eine Lösung von Indol (5,0 g, 43 mmol) in AcOH (30 ml) über einen 3-stündigen Zeitraum zugegeben, woraufhin das Umrühren bei 0°C für weitere 3 Stunden fortgesetzt wurde. Der Großteil des Lösemittels wurde unter verringertem Druck abgezogen, und die restliche Reaktionsmischung wurde in 400 ml Eiswasser gegossen. Die Mischung wurde mit Et₂O (3 × 75 ml) extrahiert, und die wäßrige Schicht wurde auf 0°C abgekühlt und mit 30% wäßrigem NaOH auf einen pH im Bereich von 11-12 basisch gemacht. Der Niederschlag wurde mit CH₂Cl₂ (2 × 75 ml) extrahiert, und die vereinigten organischen Extrakte wurden über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert, und das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen, um Gramin, Zwischenprodukt 6, als einen gelben Halbfeststoff zu liefern (3,0 g, 27%): TLC R_f (1:1 CH₂Cl₂/EtOAc) = 0,45.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 7,97 (br s, 1H), 7,62 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 7,47 (d, J = 6,0 Hz, 1H), 7,36-7,02 (m, 6H), 6,96 (d, J = 2,8 Hz, 1H), 5,27 (s, 1H), 2,85 (sep, J = 7,0 Hz, 1H), 1,17 (d, J = 7,0 Hz, 3H), 1,08 (d, J = 7,0 Hz, 3H).
Darstellung von N-Formylaminomalonat (Zwischenprodukt 7)
Eine Mischung von Zwischenprodukt 6 (5,8 g, 22 mmol), Diethyl-N-formylaminomalonat (4,64 g, 23 mmol) und Kalium-tert-butoxid (256 mg, 2,3 mmol) in Toluol (85 ml) wurde bei 90-100°C für 48 Stunden erhitzt. Ein langsamer Stickstoffstrom wurde durch die Reaktionsmischung hindurchgeleitet, um das abgespaltene Isopropylamin zu eliminieren. Die Reaktionsmischung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und mit einer Mischung von Toluol (50 ml) und EtOAc (60 ml) verdünnt. Die organische Mischung wurde nacheinander mit Wasser (20 ml), 1 N HCl (15 ml), Wasser (20 ml) und Salzlösung (15 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert, und das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen, um N-Formylaminomalonat, Zwischenprodukt 7, als einen braunen schaumähnlichen Feststoff zu liefern, der zur Verwendung ohne weitere Reinigung geeignet war (9,1 g, 100%): TLC R_f (1:1 CH₂Cl₂/EtOAc) = 0,75.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 8,46 (br s, 1H), 8,06 (s, 1H), 7,65-6,87 (m, 11H), 5,76 (s, 1H), 5,62 (s, 1H), 4,23-3,81 (m, 4H), 1,45-0,88 (m, 6H).
Darstellung von Aminomalonat (Zwischenprodukt 8)
Zu einer Lösung von Zwischenprodukt 7 (9,1 g, 22 mmol) in CH₃OH (200 ml) wurde eine Lösung von HCl (45 ml, 45 mmol, 1 N Lösung in Et₂O) zugegeben, woraufhin die Reaktionsmischung ohne Rühren für 21 Stunden bei Raumtemperatur gehalten wurde. Das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen, dann wurde der Rückstand mit CH₂Cl₂ (200 ml) verdünnt. Die Mischung wurde mit NaHCO₃-Lösung (2 × 20 ml), Wasser (20 ml) und Salzlösung (20 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert, und das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen, um ein rotes Öl zu liefern, das durch Flashsäulenchromatographie unter Elution mit CH₂Cl₂/EtOAc gereinigt wurde, um Aminomalonat, Zwischenprodukt 8, als einen gelbbraunen Feststoff zu liefern (6,0 g, 71 %): TLC R_f (20:1 CH₂Cl₂/EtOAc) = 0,71.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 8,03 (br s, 1H), 7,78 (d, J = 2,7 Hz, 1H), 7,56-6,95 (m, 9H), 5,46 (s, 1H), 4,15 (q, J = 7,5 Hz, 2H), 3,95 (q, J = 7,5 Hz, 2H), 2,20 (br s, 2H), 1,21 (t, J = 7,5 Hz, 3H), 0,85 (t, J = 7,5 Hz, 3H).
Darstellung von (+/–)-β-Phenyltryptophan, Zwischenprodukte 5a und 5b
Zu einer Lösung von Zwischenprodukt 8 (5,31 g, 14 mmol) in CH₃OH (56 ml) und Wasser (16 ml) wurde eine Lösung von NaOH (0,61 g, 15 mmol) in Wasser (2 ml) zugegeben, und die Mischung wurde bei Raumtemperatur für 5 Tage gerührt. Die resultierende Mischung wurde unter verringertem Druck (Badtemperatur 25°C) auf ein Volumen von 30 ml konzentriert, und der resultierende Rückstand wurde mit Wasser (250 ml) verdünnt. Die milchige Mischung wurde mit Et₂O (3 × 50 ml) extrahiert, um nicht-umgesetztes Ausgangs-Malonat zu entfernen, und die wäßrige Schicht wurde in einem Eisbad abgekühlt und mit AcOH auf pH 4 angesäuert. Der Niederschlag wurde unter verringertem Druck abfiltriert, um 3,2 g eines Feststoffes zu liefern, der für mehrere Stunden an Luft getrocknet wurde. Das wäßrige Filtrat wurde auf 20 ml konzentriert, dann mit CH₂Cl₂ (70 ml) extrahiert. Die organische Schicht wurde mit Salzlösung gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und über verringertem Druck konzentriert, um eine 1:1-Mischung der Zwischenprodukte 5a und 5b zu liefern.
Der ausgefallene Feststoff wurde in einer Mischung von CH₂Cl₂/MeOH (2:1, 40 ml) gelöst und wurde für 1,5 Stunden auf Rückfluß erhitzt, um Decarboxylierung zu fördern. Die resultierende Lösung wurde konzentriert, um einen gelben Feststoff zu liefern, der mit der Mischung der Zwischenprodukte 5a und 5b vereinigt wurde. Die resultierende feste Mischung wurde in einer Mischung aus (10:1, 20 ml) gelöst und bei Raumtemperatur für 1 Stunde stehengelassen. Der weiße Niederschlag wurde unter verringertem Druck abfiltriert, um eine zweite Ernte von Zwischenprodukt 5a als einen weißen Feststoff zu liefern (0,46 g). Das Filtrat wurde konzentriert, und der Rückstand wurde durch Flashsäulenchromatographie unter Elution mit CH₂Cl₂/MeOH (20:1) gereinigt, um threo-Isomer (+/–), Zwischenprodukt 6b, als einen weißen Feststoff zu liefern (587 mg, 13%): TLC R_f (20:1 CH₂Cl₂/MeOH) = 0,50.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 8,18 (br s, 1H), 7,40-6,97 (m, 10H), 4,68 (d, J = 6,7 Hz, 1H), 4,27 (d, J = 6,7 Hz, 1H), 4,05 (q, J = 7,6 Hz, 2H), 2,08 (s, 2H), 1,07 (t, J = 7,6 Hz, 3H).
Die Gesamtausbeute des isolierten erythro-Isomers, Zwischenprodukt 5a, betrugt 25%: TLC R_f (20:1) = 0,43. ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 8,18 (br s, 1H), 7,47-6,97 (m, 10H), 4,66 (d, J = 8,5 Hz, 1H), 4,23 (d, J = 8,5 Hz, 1H), 3,95 (q, J = 7,6 Hz, 2H), 2,06 (s, 2H), 0,96 (t, J = 7,6 Hz, 3H).
Schema 2
Darstellung von cis-β-Carbolin (Zwischenprodukt 9)
Trifluoressigsäure (0,263 ml, 3,40 mmol) wurde zu einer Mischung von Zwischenprodukt 5a (500 mg, 1,62 mmol) und Piperonal (292 mg, 1,94 mmol) in CH₂Cl₂ (10 ml) bei 0°C unter einer Stickstoffdecke zugegeben, woraufhin die Mischung auf Raumtemperatur erwärmt und für 6 Stunden gerührt wurde. Die Reaktionsmischung wurde mit CH₂Cl₂ (80 ml) verdünnt und mit gesättigter NaHCO₃-Lösung (10 ml) neutralisiert. Die organische Schicht wurde mit Salzlösung (10 ml) gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert, und das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen, um einen gelben Feststoff zu liefern. Der Rückstand wurde durch Flashsäulenchromatographie unter Elution mit CH₂Cl₂/EtOAc (10:1) gereinigt, um (+/–)-cis-β-Carbolin, Zwischenprodukt 9, als einen gelben Feststoff zu liefern (535 mg, 77%): TLC R_f (10:1 CH₂Cl₂/EtOAc) = 0,40.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 7,55 (br s, 1H), 7,32-7,12 (m, 7H), 7,06 (t, J = 8,3 Hz, 1H), 6,90 (d, J = 8,3 Hz, 1H), 6,85-6,75 (m, 3H), 6,58 (d, J = 8,5 Hz, 1H), 5,97 (s, 2H), 5,32 (s, 1H), 4,51-4,43 (m, 1H), 4,08-3,94 (m, 2H), 3,89-3,79 (m, 1H), 1,02 (t, J = 7,7 Hz, 3H).
Darstellung von cis-2-Chloracetyl-β-carbolin, Zwischenprodukt 10
Chloracetylchlorid (0,120 ml, 1,51 mmol) wurde tropfenweise zu einer Mischung von Zwischenprodukt 9 (510 mg, 1,16 mmol) und Et₃N (0,211 ml, 1,51 mmol) in CH₂Cl₂ (6 ml) bei 0°C unter einer Stickstoffdecke zugegeben, und die resultierende Mischung wurde bei 0°C für 2 Stunden gerührt. Die gelbe Lösung wurde mit CH₂Cl₂ (80 ml) verdünnt, mit gesättigter NaHCO₃-Lösung (10 ml) und Salzlösung (10 ml) gewaschen, und das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen, um Zwischenprodukt 10 als einen gelben Feststoff zu liefern, der zur Verwendung ohne weitere Reinigung geeignet war (600 mg): TLC R_f (10:1 CH₂Cl₂/EtOAc) = 0,94.
Darstellung von cis-β-Carbolin, Zwischenprodukt 11
Trifluoressigsäure (0,304 ml, 3,95 mmol) wurde zu einer Mischung von Zwischenprodukt 5b (580 mg, 1,88 mmol) und Piperonal (338 mg, 2,26 mmol) in CH₂Cl₂ (10 ml) bei 0°C unter einer Stickstoffdecke zugegeben, woraufhin die Mischung auf Raumtemperatur erwärmt und für 3 Tage gerührt wurde. Die Reaktionsmischung wurde mit CH₂Cl₂ (60 ml) verdünnt und mit gesättigter NaHCO₃-Lösung (5 ml) neutralisiert. Die organische Schicht wurde über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert, und das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen. Der Rückstand wurde durch Flashsäulenchromatographie unter Elution mit Hexanen/EtOAc (2:1) gereinigt, um Zwischenprodukt 11 als ein klares viskoses Öl zu liefern, das ohne Charakterisierung verwendet wurde (435 mg, 54%): TLC R_f (2:1 (Hexane/EtOAc) = 0,51.
Darstellung von cis-2-Chloracetyl-β-carbolin, Zwischenprodukt 12
Chloracetylchlorid (0,103 ml, 1,30 mmol) wurde tropfenweise zu einer Mischung von Zwischenprodukt 11 (431 mg, 1,00 mmol) und Et₃N (0,182 ml, 1,30 mmol) in CH₂Cl₂ (10 ml) bei 0°C unter einer Stickstoffdecke zugegeben, und die resultierende Mischung wurde bei 0°C für 2 Stunden gerührt, woraufhin sie auf Raumtemperatur erwärmt und für weitere 4 Stunden gerührt wurde. Die gelbe Lösung wurde mit CH₂Cl₂ (60 ml) verdünnt, mit gesättigter NaHCO₃-Lösung (10 ml) gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet und filtriert. Das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen, um einen gelben Feststoff zu liefern, der in einer kleinen Menge EtOAc gelöst, dann durch einen kurzen Tropfen Silicagel filtriert wurde, um Triethylamin-Hydrochlorid zu entfernen. Das Filtrat wurde konzentriert und weiter durch eine Aufschlämmung mit Hexanen/EtOAc/MeOH (2:1:0,2) gereinigt. Der weiße Niederschlag wurde durch Filtration unter verringertem Druck gesammelt, um Zwischenprodukt 12 als einen weißen Feststoff zu liefern (235 mg, 43%): TLC R_f (2:1 Hexane/EtOAc) = 0,45.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 7,80 (br s, 1H), 7,40-6,76 (m, 10H), 6,56 (s, 1H), 6,04 (s, 1H), 6,02 (s, 1H), 5,20 (s, 1H), 5,02-4,98 (m, 1H), 4,00-3,78 (m, 4H), 3,57-3,43 (m, 1H), 0,98 (t, J = 7,6 Hz, 3H); API MS m/z 517 [C₂₉H₂₅ClN₂P₅]⁺.
Darstellung von Beispiel 3 aus Zwischenprodukt 10
Eine Mischung von Zwischenprodukt 10 (600 mg, 1,16 mmol) und CH₃NH₂ (2,3 ml, 4,6 mmol, 2 M Lösung in THF) in MeOH (8 ml) wurde bei 50°C unter einer Stickstoffdecke für 4 Tage erhitzt. Die resultierende braune Lösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und unter verringertem Druck konzentriert. Der Rückstand wurde durch Flashsäulenchromatographie unter Elution mit Hexanen/EtOAc (8:1) gereinigt, gefolgt durch eine Trituration mit einer kleinen Menge CH₂Cl₂, um Beispiel 3 als einen weißen Feststoff zu liefern (154 mg, 28%).
Darstellung von Beispiel 3 aus Zwischenprodukt 12
Eine Mischung von Zwischenprodukt 12 (230 mg, 0,44 mmol) und CH₃NH₂ (0,84 ml, 1,68 mmol, 2 M Lösung in THF) in MeOH (5 ml) wurde bei 45°C unter einer Stickstoffdecke für 24 Stunden erhitzt. Das resultierende braune Produkt wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, dann wurde die Mischung unter verringertem Druck konzentriert, um einen rosa Feststoff zu liefern, der mit Hexanen/EtOAc (1:1) trituriert wurde, gefolgt von Vakuumfiltration. Der Feststoff wurde erneut mit CH₂Cl₂ trituriert, gefolgt von Vakuumfiltration, um Beispiel 3 als einen weißen Feststoff zu liefern (130 mg, 63%): mp 295-298°C; TLC R_f (1:1 Hexane/EtOAc) = 0,22.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 7,83 (br s, 1H), 7,55 (d, J = 8,0 Hz, 2H), 7,43-7,30 (m, 2H), 7,22 (d, J = 8,1 Hz, 1H), 7,05 (t, J = 7,5 Hz, 1H), 6,85 (dd, J = 8,0, 1,6 Hz, 1H), 6,81-6,69 (m, 3H), 6,39 (s, 1H), 6,16 (d, J = 8,3 Hz, 1H), 5,90 (s, 1H), 5,88 (s, 1H), 5,11 (d, J = 9,8 Hz, 1H), 4,49 (d, J = 9,8 Hz, 1H), 4,17 (d, J = 17,0 Hz, 1H), 3,83 (d, J = 17,0 Hz, 1H), 2,95 (s, 3H); API MS m/z 466 [C₂₈H₂₃N₃O₄+H]⁺. Anal. berechnet für C₂₈H₂₃N₃O₄: C, 72,24; H, 4,98; N, 9,03. Gefunden C, 71,86; H, 5,10; N, 8,90. Die Stereochemie des Analogs, Beispiel 3, wurde mit einer Reihe von NOE-Differenzexperimenten als das gewünschte cis-Isomer bestätigt: eine positive NOE-Verstärkung vom C12a-Proton bei 4,49 ppm zum C6-Proton bei 6,39 ppm; eine positive NOE-Verstärkung vom C6-Proton bei 6,39 ppm zum C12a-Proton bei 4,49 ppm. Chirale HPLC-Analyse (Chiralcel-OD-Säule, 250 × 4,6 mm, Retentionszeit = 13,5 Minuten und 17,8 Minuten; 1:1 EPA/Hexane; Durchfluß = 0,5 ml/Minute; Detektor @ 254 nm; 25°C) zeigte zwei hauptsächliche Peaks, mit einem Verhältnis von 1:1 und einer Gesamtreinheit von 100%.
Beispiele 4a und 4b (Vergleichsbeispiel)
Beispiel 4a (+–, cis-, trans-Methyl)-6-Benzo[1,3]dioxol-5-yl-2,12-dimethyl-2,3,6,7,12,12a-hexahydropyrazino[1',2':1,6]pyrido[3,4-b]-indol-1,3-dion
Beispiel 4b (+–, trans-, trans-Methyl)-6-Benzo[1,3]-dioxol-5-yl-2,12-dimethyl-2,3,6,7,12,12a-hexahydropyrazino[1',2':1,6]pyrido[3,4-b]indol-1,3-dion
Beispiele 4a und 4b wurden aus Indol hergestellt, wie dargestellt in den folgenden Schemata 4 bis 6. Das threo-Isomer (+/–), Zwischenprodukt 13a, und das erythro-Isomer (+/–), Zwischenprodukt 13b, wurden aus Indol hergestellt, wie dargestellt in Schema 4. Das isolierte threo-Isomer, Zwischenprodukt 13a, wurde dann verwendet, um eine Mischung von cis- und trans-Isomeren von C6 zu liefern, die als Chloracetyl-Isomere cis-(Zwischenprodukt 14a) und trans-(Zwischenprodukt 14b) getrennt wurden, wie dargestellt in Schema 5. Jedes dieser Isomere, Zwischenprodukte 14a und 14b, wurde dann verwendet, um das cis-Beispiel 4a bzw. das trans-Beispiel 4b zu liefern, wie dargestellt in Schema 6.
Schema 4
Darstellung von Gramin, Zwischenprodukt 15
Zu einer Lösung von Indol (46,8 g, 0,40 mmol) in Eis-AcOH (200 ml) bei 0°C unter einer Stickstoffdecke wurde Isopropylamin (37,6 ml, 0,44 mol) über einen Zeitraum von 10 Minuten zugegeben. Zu einer kalten Lösung wurde eine Lösung von Acetaldehyd (22,4 ml, 0,44 ml) in Benzol (60 ml) über 30 Minuten zugegeben. Die resultierende braune Lösung wurde bei 0°C für 24 Stunden gerührt, woraufhin die Reaktionsmischung in 400 ml Eiswasser gegossen wurde. Die Mischung wurde mit Et₂O (3 × 200 ml) extrahiert. Die vereinigten Ether-Extrakte wurden mit 0,5 N HCl (3 × 150 ml) extrahiert, und die vereinigten wäßrigen Extrakte wurden mit Et₂O (2 × 200 ml) gewaschen. Die vereinigten wäßrigen Extrakte wurden auf 0°C abgekühlt, dann mit 50% wäßriger NaOH auf pH 12 basisch gemacht. Der Niederschlag wurde mit CH₂Cl₂ (3 × 300 ml) extrahiert, und die vereinigten Extrakte wurden mit Salzlösung (200 ml) gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert, und das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen, um Zwischenprodukt 15 als einen gelben Halbfeststoff zu liefern (30 g, 37%): TLC R_f (1:1 CH₂Cl₂/EtOAc) = 0,11. ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 8,05 (br s, 1H), 7,70 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 7,37 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 7,25-7,05 (m, 3H), 4,34-4,23 (m, 1H), 2,87 (sep, J = 7,0 Hz, 1H), 1,54 (d, J = 7,6 Hz, 3H), 1,15-1,02 (m, 6H).
Darstellung von N-Formylaminomalonat, Zwischenprodukt 16
Eine Mischung von Zwischenprodukt 15 (19,6 g, 99,7 mmol), Diethyl-N-formylaminomalonat (19,7 g, 99,7 mmol) und Kalium-tert-butoxid (1,09 g, 9,7 mmol) in Toluol (250 ml) wurde bei 90°C unter einer Stickstoffdecke für 3 Tage erhitzt. Die Reaktionsmischung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und mit EtOAc (300 ml) verdünnt. Die organische Mischung wurde nacheinander mit 1 N HCl (3 × 150 ml) und Salzlösung (50 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert, und das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen, um Zwischenprodukt 16 als einen braunen schaumähnlichen Feststoff zu liefern, der zur Verwendung ohne weitere Reinigung geeignet war (32 g, 93%): TLC R_f (1:1 CH₂Cl₂/EtOAc) = 0,83.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 8,26 (s, 1H), 8,20 (br s, 1H), 7,60 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 7,33 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 7,27-6,92 (m, 3H), 6,76 (s, 1H), 4,40-3,70 (m, 5H), 1,57 (d, J = 6,5 Hz, 3H), 1,33-1,01 (m, 6H).
Darstellung von Aminomalonat, Zwischenprodukt 17
Zu einer Lösung von Zwischenprodukt 16 (32 g, 92 mmol) in MeOH (500 ml) wurde eine HCl-Lösung (139 ml, 139 mmol, 1 N Lösung in Et₂O) zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde bei Raumtemperatur ohne Rühren für 18 Stunden gehalten. Zusätzliche HCl-Lösung (50 ml, 50 mmol, 1 N Lösung in Et₂O) wurde zugegeben, dann wurde die Mischung bei Raumtemperatur für weitere 22 Stunden gerührt. Das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen, und der Rückstand wurde mit Wasser (500 ml) verdünnt. Die Mischung wurde mit EtOAc (3 × 250 ml) extrahiert, und die wäßrige Phase wurde mit gesättigter NaHCO₃-Lösung auf pH 8 neutralisiert. Die resultierende Mischung wurde mit CH₂Cl₂ (3 × 200 ml) extrahiert, und die vereinigten organischen Extrakte wurden unter verringertem Druck konzentriert, um Zwischenprodukt 17 als ein braunes Öl zu liefern, das zur Verwendung ohne weitere Reinigung geeignet war (20,5 g, 68%): TLC R_f (10:1 CH₂Cl₂/EtOAc) = 0,73.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 8,22 (br s, 1H), 7,76 (d, J = 7,6 Hz, 1H), 7,35-7,07 (m, 4H), 4,37-3,77 (m, 5H), 2,12 (br s, 2H), 1,46 (d, J = 6,5 Hz, 3H), 1,30 (5, J = 7,5 Hz, 3H), 1,06 (t, J = 7,5 Hz, 3H).
Darstellung von (+/–)-β-Methyltryptophan, Zwischenprodukt 13a
Zu einer Lösung von Zwischenprodukt 17 (20,4 g, 64 mmol) in MeOH (260 ml) und Wasser (74 ml) wurde eine Lösung von NaOH (2,8 g, 7,0 mmol) in Wasser (6 ml) zugegeben, und die Mischung wurde bei Raumtemperatur für 18 Stunden gerührt. Die resultierende Mischung wurde unter verringertem Druck (Badtemperatur 25°C) konzentriert, und der Rückstand wurde mit Wasser (500 ml) verdünnt. Die milchige Mischung wurde mit Et₂O (3 × 160 ml) extrahiert, um nicht-umgesetztes Ausgangs-Malonat zu entfernen. Die wäßrige Schicht wurde in einem Eisbad abgekühlt und mit AcOH bis pH 4 behandelt, dann wurde die resultierende Lösung unter verringertem Druck bis zu einem Volumen von 250 ml konzentriert. Der Niederschlag wurde unter verringertem Druck filtriert, um 6,0 g eines rosa Feststoffes nach Trocknung in Luft für mehrere Stunden zu liefern. Der Feststoff wurde in einer Mischung von CH₂Cl₂/MeOH (2:1, 100 ml) gelöst. Die Lösung wurde bei Rückfluß für 2 Stunden erhitzt, um Decarboxylierung zu fördern. Die resultierende Lösung wurde zu einem braunen Feststoff konzentriert. Dieser Rückstand wurde durch Flashsäulenchromatographie unter Elution mit EtOAc gereinigt, um das threo-Isomer, Zwischenprodukt 13a, als ein klares viskoses Öl zu liefern (1,75, 11%): TLC R_f (EtOAc) = 0,35.
¹H-NMR (500 MHz, CDCl₃) δ: 8,15 (br s, 1H), 7,62 (d, J = 7,6 Hz, 1H), 7,32 (d, J = 7,6 Hz, 1H), 7,22-7,00 (m, 3H), 4,20-4,02 (m, 2H), 3,71-3,69 (m, 1H), 3,57-3,48 (m, 1H), 1,50-1,40 (m, 3H), 1,21-1,15 (m, 3H). Das erythro-Isomer, Zwischenprodukt 13b, wurde nicht isoliert.
Darstellung von β-Carbolin, Zwischenprodukt 18
Trifluoressigsäure (0,62 ml, 8,11 mmol) wurde zu einer Mischung von Zwischenprodukt 13a (950 mg, 3,86 mmol) und Piperonal (695 mg, 4,63 mmol) in CH₂Cl₂ (25 ml) bei 0°C unter einer Stickstoffdecke zugegeben, woraufhin die Mischung auf Raumtemperatur erwärmt und für 24 Stunden gerührt wurde. Die Reaktionsmischung wurde mit CH₂Cl₂ (50 ml) verdünnt und mit gesättigter NaHCO₃-Lösung (10 ml) neutralisiert. Die organische Schicht wurde mit Wasser (10 ml) und Salzlösung (15 ml) gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert, und das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen. Der Rückstand wurde durch Flashsäulenchromatographie unter Elution mit CH₂Cl₂/EtOAc (10:1) gereinigt, um β-Carbolin, Zwischenprodukt 18, als eine untrennbare Mischung von cis- und trans-Isomeren zu liefern, und wurde für den nächsten Schritt ohne weitere Reinigung verwendet (950 mg, 65%): TLC R_f (10:1 CH₂Cl₂/EtOAc) = 0,40.
Darstellung von cis-2-Chloracetyl-β-carbolin, Zwischenprodukt 14a, und trans-2-Chloracetyl-β-carbolin, Zwischenprodukt 14b
Chloracetylchlorid (0,103 ml, 1,30 mmol) wurde tropfenweise zu einer Mischung von Zwischenprodukt 18 (379 mg, 1,0 mmol, untrennbare Mischung von cis- und trans-Isomeren) und Et₃N (0,182 ml, 1,3 mmol) in CH₂Cl₂ (10 ml) bei 0°C unter einer Stickstoffdecke zugegeben, und die resultierende Mischung wurde bei 0°C für zwei Stunden gerührt, woraufhin sie auf Raumtemperatur erwärmt wurde, um für weitere 6 Stunden zu rühren. Die Lösung wurde mit CH₂Cl₂ (60 ml) verdünnt, mit gesättigter NaHCO₃-Lösung (10 ml), Wasser (10 ml) und Salzlösung (10 ml) gewaschen, dann wurde das Lösemittel unter verringertem Druck abgezogen, um einen schaumähnlichen braunen Feststoff zu liefern. Die Mischung wurde durch Flashsäulenchromatographie unter Elution mit CH₂Cl₂/EtOAc (30:1) gereinigt, um cis-2-Chloracetyl-β-carbolin, Zwischenprodukt 14a, als einen weißen Feststoff zu liefern (245 mg, 54%): TLC R_f (30:1 CH₂Cl₂/EtOAc) = 0,60.
¹H-NMR (500 MHz, CDCl₃) δ: 7,67-7,51 (m, 2H), 7,30-7,10 (m, 2H), 6,90-6,60 (m, 4H), 5,91 (s, 2H), 4,56 (s, 1H), 4,35 (d, J = 13,1 Hz, 1H), 4,24 (d, J = 13,1 Hz, 1H), 4,10 (q, J = 7,4 Hz, 2H), 3,97-3,80 (m, 1H), 3,51-3,37 (m, 1H), 1,44 (d, J = 6,9 Hz, 3H), 1,0-0,85 (m, 3H); API MS m/z 455 [C₂₅H₂₇N₂O₅+H]⁺.
Das später eluierende trans-2-Chloracetyl-β-carbolin, Zwischenprodukt 14b, wurde als ein weißer Feststoff erhalten (50 mg, 11%): TLC R_f (30:1 CH₂Cl₂/EtOAc) = 0,37. ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 7,60-7,49 (m, 2H), 7,27-7,08 (m, 3H), 7,00-6,92 (m, 1H), 6,87-6,75 (m, 2H), 6,02 (s, 1H), 5,97 (s, 1H), 5,92 (s, 1H), 4,20-3,75 (m, 6H), 1,67 (d, J = 6,9 Hz, 3H), 1,20-1,10 (m, 3H); API MS m/z 455 [C₂₅H₂₇N₂O₅+H]⁺.
Darstellung von Beispiel 4a
Eine Mischung von Zwischenprodukt 14a (250 mg, 0,55 mmol) und CH₃NH₂ (0,28 ml, 4,4 mmol, 40 Gew.-% Lösung in Wasser) in CH₃OH (18 ml) wurde bei 45°C unter einer Stickstoffdecke für 3 Tage erhitzt. Zusätzliches CH₃NH₂ (0,10 ml, 0,16 mmol, 40 Gew.-% Lösung in Wasser) wurde zur Reaktionsmischung zugegeben, und das Rühren wurde bei 50°C für weitere 18 Stunden fortgesetzt. Die resultierende Aufschlämmung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und unter verringertem Druck filtriert. Der Feststoff wurde mit MeOH (5 × 1 ml) gewaschen, und wurde dann in einem Vakuumofen bei 70°C für 1 Tag getrocknet, um Beispiel 4a als einen weißen Feststoff zu liefern (176 mg, 79%): mp 327-333°C; TLC R_f (4:1:05 CH₂Cl₂/EtOAc/MeOH) = 0,83. ¹H-NMR (300 MHz, DMSO-d₆) δ: 11,16 (s, 1H), 7,72 (d, J = 7,9 Hz, 1H), 7,32 (d, J = 7,9 Hz, 1H), 7,06 (t, J = 6,9 Hz, 1H), 6,97 (t, J = 6,9 Hz, 1H), 6,79 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 6,72 (d, J = 1,5 Hz, 1H), 6,63 (dd, J = 8,0, 1,6 Hz, 1H), 6,29 (s, 1H), 5,92 (s, 2H), 4,37 (d, J = 16,6 Hz, 1H), 4,14 (d, J = 10,1 Hz, 1H), 3,87 (d, J = 16,6 Hz, 1H), 3,70-3,59 (m, 1H), 2,97 (s, 3H), 1,75 (d, J = 6,3 Hz, 1H); API MS m/z 404 [C₂₃H₂₁N₃O₄+H]⁺. Anal. berechnet für C₂₃H₂₁N₃O₄: C, 68,47, H, 5,25; N, 10,42. Gefunden: C, 68,31; H, 5,15; N, 10,30. Die Stereochemie von Beispiel 4a wurde durch eine Reihe von NOE-Differenzexperimenten als das gewünschte cis-Isomer bestätigt: eine positive NOE- Verstärkung vom C12a-Proton bei 4,14 ppm zum C6-Proton bei 6,29 ppm; eine positive NOE-Verstärkung vom C12a-Proton bei 4,14 ppm zum C6-Proton bei 6,29 ppm; eine positive NOE-Verstärkung vom C6-Proton bei 6,29 ppm zum C12a-Proton bei 4,14 ppm.
Darstellung von Beispiel 4b
Eine Mischung von Zwischenprodukt 14b (146 mg, 0,32 mmol) und CH₃NH₂ (0,60 ml, 1.2 mmol, 2 N Lösung in THF) in MeOH (6 ml) wurde bei 50°C unter einer Stickstoffdecke für 36 Stunden erhitzt. Die resultierende Mischung wurde unter verringertem Druck konzentriert, und der Rückstand wurde in EtOAc (2 ml) für 17 Stunden gerührt. Die resultierende Aufschlämmung wurde unter verringertem Druck filtriert, dann wurde der Feststoff mit CH₂Cl₂ (5 × 2 ml) gewaschen, gefolgt von einer Umkristallisation aus einer kleinen Menge CHCl₃/CH₃CN (2:1), um Beispiel 4b als einen weißen Feststoff zu liefern (65 mg, 50%): mp 256-259°C; TLC R_f (4:1:0,5 CH₂Cl₂/EtOAc/MeOH) = 0,85.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 7,95 (br s, 1H), 7,67 (d, J = 7,7 Hz, 1H), 7,33 (d, J = 7,7 Hz, 1H), 7,25-7,11 (m, 2H), 6,94 (s, 1H), 6,78-6,65 (m, 3H), 5,95 (s, 2H), 4,17 (d, J = 17,7 Hz, 1H), 3,95 (d, J = 17,7 Hz, 1H), 3,90 (d, J = 8,9 Hz, 1H), 3,44-3,33 (m, 1H), 3,00 (s, 3H), 1,73 (d, J = 6,7 Hz, 1H); API MS m/z 404 [C₂₃H₂₁N₃O₄+H]⁺. Anal. berechnet für C₂₃H₂₁N₃O₄·0,25H₂O: C, 67,72; H, 5,31; N, 10,30. Gefunden: C, 68,04; H, 5,09; N, 10,34. Die Stereochemie von Beispiel 4b wurde durch eine Reihe von NOE-Differenzexperimenten als das gewünschte trans-Isomer bestätigt: keine NOE-Verstärkung vom C12a-Proton bei 3,90 ppm zum C6-Proton bei 6,94 ppm; keine NOE-Verstärkung vom C6-Proton bei 6,49 ppm zum C12a-Proton bei 3,90 ppm.
Beispiel 5 (Vergleichsbeispiel)
(6S,12aR)-6-Benzo[1,3]dioxol-5-yl-6-hydroxy-2-methyl-2,3,6,7,12,12a-hexahvdropyrazino[1',2':1,6]pyrido[3,4-b]indol-1,4-dion
Beispiel 5 wurde aus Zwischenprodukt 19 hergestellt, wie unten dargestellt. Zwischenprodukt 19 wurde hergestellt, wie angegeben in Daugan, U.S.-Patent Nr. 5,859,006 . Siehe auch M. Nakagawa et al., Chem. Pharm. Bull., 37, S. 23 (1989).
Darstellung von Beispiel 5
2,3-Dichlor-5,6-dicyano-1,4-benzochinon (227 mg, 2,0 mmol) wurde zu einer Lösung von Zwischenprodukt 19 (389 mg, 1,0 mmol) in einer Mischung von CH₃CN (35 ml) und Wasser (15 ml) zugegeben. Die resultierende dunkelbraune Lösung wurde bei Raumtemperatur für 17 Stunden gerührt, gefolgt von Verdünnung mit CH₂Cl₂ (125 ml). Die organische Schicht wurde mit gesättigter NaHCO₃-Lösung (3 × 20 ml), Salzlösung (20 ml) gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert, dann wurde das Lösemittel unter verringertem Druck abgezogen. Der resultierende gelbe Feststoff wurde in einer kleinen Menge MeOH aufgeschlämmt, woraufhin er unter verringertem Druck filtriert wurde, um das nicht-umgesetzte Zwischenprodukt 19 als einen weißen Feststoff zu liefern (260 mg, 67% Rückgewinnung). Das Filtrat wurde unter verringertem Druck konzentriert, und der Rückstand wurde durch Flashsäulenchromatographie unter Elution mit CH₂Cl₂/EtOAc/MeOH (5:1:0,5) gereinigt, um Beispiel 5 als einen schmutzig-weißen Feststoff zu liefern (38 mg, 9%): mp 224-226°C; TLC R_f (5:1:05 CH₂Cl₂/EtOAc/MeOH) = 0,54.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 8,62 (bs, 1H), 7,72 (d, J = 8,6 Hz, 1H), 7,41-7,34 (m, 3H), 7,31-7,18 (m, 2H), 6,90 (d, J = 8,1 Hz, 1H), 6,76 (bs, 1H), 6,09 (s, 2H), 4,45-4,38 (m, 1H), 3,87 (dd, J = 14,1, 5,6 Hz, 1H), 3,65 (dd, J = 14,1, 5,6 Hz, 1H), 3,53 (d, J = 17,4 Hz, 1H), 2,89 (d, J = 17,4 Hz, 1H), 2,73 (s, 1H) ppm; CI MS m/z 406 [C₂₂H₁₉N₃O₅+H]⁺; [α]_D ^25°c = +138,3 (c = 0,125, CDCl₃). Anal. berechnet für C₂₂H₁₉N₃O₅: C, 65,18; H, 4,72; N, 10,37. Gefunden: C, 65,57; H, 4,70; N, 10,24. HPLC-Analyse (Aquasil C18-Säule, 100 × 4,6 mm, Retentionszeit = 8,0 min; 45:55/0,03 Acetonitril:Wasser/TFA; Durchfluß = 0,35 ml/min; Detektor @ 254 nm; Umgebungstemperatur) zeigte einen Peak mit einer Reinheit von 97,8%. Die Stereochemie von Beispiel 5 wurde durch eine Reihe von NOE-Differenzexperimenten als das gewünschte cis-Isomer bestätigt: eine positive NOE-Verstärkung vom C12a-Proton bei 4,41 ppm zum C6-Hydroxylproton bei 6,76 ppm; eine positive NOE-Verstärkung vom C6-Hydroxylproton bei 6,76 ppm zum C12a-Proton bei 4,41 ppm.
Die Beispiele 6 und 7 wurden in einer zu den Beispielen 1-5 ähnlichen Art und Weise hergestellt.
Beispiel 6
Beispiel 7
Verbindungen der vorliegenden Erfindung können zu Tabletten für orale Verabreichung formuliert werden. Zum Beispiel kann eine Verbindung von Formel (I) mit einem polymeren Trägerstoff durch die Copräzipitationsmethode, die in WO 96/38131 angegeben ist, in eine Dispersion hinein ausgebildet werden. Die copräzipitierte Dispersion kann mit Hilfsstoffen vermischt, dann zu Tabletten verpreßt werden, die fakultativ filmbeschichtet werden.
Die Verbindungen von Strukturformel (I) wurden auf eine Fähigkeit, PDE5 zu hemmen, getestet. Die Fähigkeit einer Verbindung, PDE5-Aktivität zu hemmen, steht im Zusammenhang mit dem IC₅₀-Wert für die Verbindung, d.h. der Inhibitorkonzentration, die für 50% Hemmung der Enzymaktivität erforderlich ist. Die IC₅₀-Werte 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 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 rekombinanter menschlicher 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 X 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 um 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 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 typischerweise einen IC₅₀-Wert von weniger als 500 nM (d.h. 0,5 μM) zeigen. In-vitro-Testdaten für repräsentative Verbindungen der Erfindung sind in der folgenden Tabelle angegeben:

Tabelle 1: In-vitro-Ergebnisse

Beispiel PDE5 IC₅₀ (μM)

1 0,046

2a 0,685

2b 0,26

3 0,047

4a 0,004

4b 0,063

5 0,142
Offensichtlich können viele Modifikationen und Variationen der Erfindung, wie hierin zuvor dargelegt, vorgenommen werden. Daher sollten nur solche Beschränkungen auferlegt werden, wie sie durch die beigefügten Ansprüche angegeben sind.

Claims

Verbindung mit einer Formel
worin R⁰ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Halo und C_1-6-Alkyl; R¹ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_2-6-Alkenyl, C_2-6-Alkinyl, HaloC_1-6-alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-CycloalkylC_1-3-alkyl, ArylC_1-3-alkyl und HeteroarylC_1-3-alkyl; R² ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem monocyclischen aromatischen Ring, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Benzol, Thiophen, Furan und Pyridin, der unsubstituiert oder mit einem oder mehreren Halo, Alkyl, Hydroxyalkyl, Alkoxy, Alkoxyalkyl, Haloalkyl, Nitro, Amino, Alkylamino, Acylamino, Alkylthio, Alkylsulfinyl und Alkylsulfonyl substituiert sein kann, und einem bicyclischen Ring
wobei der ankondensierte Ring A ein 5- oder 6-gliedriger Ring ist, gesättigt oder teilweise oder vollständig ungesättigt, und Kohlenstoffatome und fakultativ ein oder zwei Heteroatome umfaßt, die ausgewählt sind aus Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff, der unsubstituiert oder mit Halo, C_1-3-Alkyl, OR^a, CO₂R^a, Halomethyl oder Halomethoxy, Cyano, Nitro und NR^aR^b substituiert sein kann; R³ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff und C_1-3-Alkyl oder R¹ und R³ zusammen für eine 3- oder 4-gliedrige Alkyl- oder Alkenylkettenkomponente eines 5- oder 6-gliedrigen Ringes stehen; R⁴ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-Heterocycloalkyl, C_2-6-Alkenyl, C_1-3-Alkylenaryl, ArylC_1-3-alkyl, C(=O)R^a, Aryl, Heteroaryl, C(=O)R^a, C(=O)NR^aR^b, C(=S)NR^aR^b, SO₂R^a, SO₂NR^aR^b, S(=O)R^a, S(=O)NR^aR^b, C(=O)NR^aC_1-4-AlkylenOR^a, C(=O)NR^aC_1-4-AlkylenHet, C(=O)C_1-4-Alkylenaryl, C(=O)C_1-4-Alkylenheteroaryl, C_1-4-Alkylenaryl, substituiert mit einem oder mehreren SO₂NR^aR^b, NR^aR^b, C(=O)OR^a, NR^aSO₂CF₃, CN, NO₂, C(=O)R^a, OR^a, C_1-4-AlkylenNR^aR^b und OC_1-4AlkylenNR^aR^b, C_1-4-Alkylenheteroaryl, C_1-4-AlkylenHet, C_1-4-AlkylenC(=O)C_1-4-alkylenaryl, C_1-4-AlkylenC(=O)C_1-4-alkylenheteroaryl, C_1-4-AlkylenC(=O)Het, C_1-4-AlkylenC(=O)NR^aR^b, C_1-4-AlkylenOR^a, C_1-4-AlkylenNR^aC(=O)R^a, C_1-4-AlkylenOC_1-4-alkylenOR^a, C_1-4-AlkylenNR^aR^b, C_1-4-AlkylenC(=O)OR^a und C_1-4-AlkylenOC_1-4-alkylenC(=O)OR^a; R⁵ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, OR^a, C_1-6-Alkyl, Aryl, Heteroaryl, ArylC_1-3-alkyl, C_1-3-Alkylenaryl, C_1-3-AlkylenHet, C_3-8-Cycloalkyl und C_3-8-Heterocycloalkyl; R⁶ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-Heterocycloalkyl, Aryl, Heteroaryl, OR^a, C(=O)OR^a, C(=O)R^a, C(=O)NR^aR^b, C(=S)OR^a und C(=S)NR^aR^b; X ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus CHR⁷CH₂, CH₂CHR⁷, CR⁷=CH, CH=CR⁷, QCHR⁷ und CHR⁷Q, oder X eine Bindung ist; Q O, S oder NR^a ist; R⁷ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus OR^a, C_1-6-Alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-Heterocycloalkyl, Aryl, Heteroaryl, C_1-3-Alkylenaryl, C_1-3-Alkylenheteroaryl, C_1-3-AlkylenHet, ArylC_1-3-alkyl und HeteroarylC_1-3-alkyl; Het für einen 5- oder 6-gliedrigen heterocyclischen Ring steht, gesättigt oder teilweise oder vollständig ungesättigt, der wenigstens ein Heteroatom enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel, und fakultativ substituiert ist mit C_1-4-Alkyl oder C(=O)OR^a; R^a ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, Aryl, Aryl-C_1-3-alkyl, C_1-3-Alkylenaryl, Heteroaryl, HeteroarylC_1-3-alkyl und C_1-3-Alkylenheteroaryl; R^b ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, Aryl, Heteroaryl, ArylC_1-3-alkyl, HeteroarylC_1-3-alkyl, C_1-3-AlkylenN(R^a)₂, C_1-3-Alkylenaryl, C_1-3-AlkylenHet, HaloC_1-3-alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-Heterocycloalkyl, C_1-3-Alkylenheteroaryl, C_1-3-AlkylenC(=O)OR^a und C_1-3-AlkylenC_3-8-heterocycloalkyl; oder R^a und R^b zusammengenommen sind, um einen 5- oder 6-gliedrigen Ring zu bilden, der fakultativ wenigstens ein Heteroatom enthält; q 0, 1, 2, 3 oder 4 ist; und pharmazeutisch annehmbare Salze und Hydrate davon, wobei der Begriff Alkyl geradkettige und verzweigte Kohlenwasserstoffgruppen einschließt, die die angegebene Anzahl von Kohlenstoffatomen enthalten, und „verbrücktes Alkyl" einschließt, d.h. eine bicyclische oder polycyclische C₆-C₁₆-Kohlenwasserstoffgruppe, die Begriffe Alkenyl und Alkinyl identisch wie Alkyl definiert sind, mit der Ausnahme, daß sie eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppel- bzw. Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindung enthalten.
Verbindung nach Anspruch 1, dargestellt durch die Formel
und pharmazeutisch annehmbare Salze und Hydrate davon.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß q 0 ist.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R¹ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus C_1-6-Alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_2-6-Alkenyl und HaloC_1-6-alkyl.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R³ Wasserstoff ist.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R¹ und R³ zusammen für eine 3- oder 4-gliedrige Alkylkettenkomponente stehen.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R⁷ das fakultativ substituierte bicyclische Ringsystem
ist.
Verbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß R²
ist und daß n eine ganze Zahl 1 oder 2 ist und G unabhängig C(R^a)₂, O, S oder NR^a sind.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R² ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R⁴ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, Aryl, Heteroaryl, C_1-4-AlkylenHet, C_1-4-Alkylenheteroaryl, C_1-4-Alkylenaryl, C_1-4-AlkylenC(=O)C_1-4-alkylenaryl, C_1-4-AlkylenC(=O)OR^a, C_1-4-AlkylenC(=O)NR^aR^b, C_1-4-AlkylenC(=O)Het, C_1-4-AlkylenNR^aR^b, C_1-4-AlkylenNR^aC(=O)R^a und C_1-4-AlkylenOC_1-4-alkylenOR^a.
Verbindung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß R⁴ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-4-Alkylenheteroaryl, wobei die Heteroarylgruppe ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Benzimidazol, einem Triazol und Imidazol; C_1-4-AlkylenHet, wobei Het ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Piperazinyl, Morpholinyl, Pyrrolidinyl, Pyrrolidonyl, Tetrahydrofuranyl, Piperidinyl,
C_1-4-AlkylenC₆H₅, fakultativ substituiert mit einer bis drei Gruppen, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus C(=O)OR^a, NR^aR^b, NR^aSO₂CF₃, SO₂NR^aR^b, CN, OR^a, C(=O)R^a, C_1-4-AlkylenNR^aR^b, Nitro, OC_1-4-Alkylenaryl und OC_1-4-AlkylenNR^aR^b; C_1-4-AlkylenC(=O)benzyl; C_1-4-AlkylenC(=O)OR^a, C_1-4- AlkylenC(=O)NR^aR^b; C_1-4-AlkylenC(=O)NR^aR^c; OC_1-4-Alkyl; C₆H₅; C_1-4-AlkylenNR^aR^b; C_1-4-AlkylenOR^a, C_1-4-AlkylenNHC(O)R^a und C_1-4-AlkylenOC_1-4-alkylenOR^a.
Verbindung nach Anspruch 1, durch gekennzeichnet, daß R⁵ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, OR^a, C_1-6-Alkyl, Aryl und Heteroaryl.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R⁶ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, OR^a, C_1-6-Alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-Heterocycloalkyl, Aryl und Heteroaryl.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß X eine Bindung ist oder X ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus CHR⁷CH₂, CH₂CHR⁷, CH=CR⁷ und CR⁷=CH.
Verbindung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß R⁷ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus OR^a, C_1-6-Alkyl, Aryl, Heteroaryl, C_3-8-Cycloalkyl und C_3-8-Heterocycloalkyl.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß X eine Bindung ist oder X ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus CH₂CH(C₆H₅) und CH₂CH(CH₃).
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß q 0 ist oder R⁰ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Halo und Methyl; R¹ Methyl ist; R² ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus
R⁴ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff und C_1-6-Alkyl; R⁵ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus H, CH₃ und OH; R⁶ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, Methyl, OH, Phenyl und Cyclohexyl; und X CHR⁷CH₂ ist oder X eine Bindung ist; und R⁷ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus OH, Methyl und Phenyl.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß q 0 ist, R¹ Methyl ist, R³ Wasserstoff ist, R⁴ Wasserstoff ist, R⁵ Wasserstoff oder Methyl ist und R⁶ Wasserstoff oder Methyl ist.
Verbindung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß R² ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus
Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:
Pharmazeutische Zusammensetzung, die eine Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Verdünnungsmittel oder Trägerstoff umfaßt.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 20 oder Zusammensetzung nach Anspruch 21 zur Verwendung in der Therapie.
Verbindung oder Zusammensetzung nach Anspruch 22 zur Verwendung bei der Behandlung eines Zustandes, bei dem Hemmung einer cGMP-spezifischen PDE von therapeutischem Nutzen ist.
Verbindung oder Zusammensetzung nach Anspruch 22 zur Verwendung bei der Behandlung eines menschlichen oder nicht-menschlichen Tieres mit einem Zustand, bei dem Hemmung einer cGMP-spezifischen PDE von therapeutischem Nutzen ist.
Verbindung oder Zusammensetzung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand in einem männlichen oder weiblichen Tier vorliegt.
Verbindung oder Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung eine kurative oder prophylaktische Behandlung ist.
Verbindung oder Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand männliche erektile Dysfunktion ist.
Verbindung oder Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand weibliche Erregungsstörung ist.
Verbindung oder Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus stabiler Angina, instabiler Angina, varianter Angina, Bluthochdruck, pulmonalem Hochdruck, chronischer obstruktiver Lungenerkrankung, malignem Bluthochdruck, Phäochromocytom, akutem Atemnotsyndrom, kongestivem Herzversagen, akutem Nierenversagen, chronischem Nierenversagen, Atherosklerose, einem Zustand verringerter Blutgefäßdurchlässigkeit, einer peripheren Gefäßerkrankung, einer Gefäßstörung, Thrombocythämie, einer entzündlichen Erkrankung, Myocardinfarkt, Schlaganfall, Bronchitis, chronischem Asthma, allergischem Asthma, allergischer Rhinitis, Glaucom, peptischem Ulcus, einer Darmmotilitätsstörung, postperkutaner transluminaler Koronarangioplastik, Carotidangioplastik, Transplantatstenose nach Bypassoperation, Osteoporose, Frühgeburt, gutartiger Prostatahypertrophie und Reizdarmsyndrom.
Verbindung oder Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung eine orale Behandlung ist.
Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 20 oder einer pharmazeutischen Zusammensetzung nach Anspruch 21 zur Herstellung eines Arzneimittels für die kurative oder prophylaktische Behandlung männlicher erektiler Dysfunktion oder weiblicher Erregungsstörung.
Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 20 oder einer pharmazeutischen Zusammensetzung nach Anspruch 21 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung eines Zustandes, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus stabiler Angina, instabiler Angina, varianter Angina, Bluthochdruck, pulmonalem Bluthochdruck, chronischer obstruktiver Lungenerkrankung, malignem Bluthochdruck, Phäochromocytom, akutem Atemnotsyndrom, kongestivem Herzversagen, akutem Nierenversagen, chronischem Nierenversagen, Atherosklerose, einem Zustand verringerter Blutgefäßdurchlässigkeit, einer peripheren Gefäßerkrankung, einer Gefäßstörung, Thrombocythämie, einer entzündlichen Erkrankung, Myocardinfarkt, Schlaganfall, Bronchitis, chronischem Asthma, allergischem Asthma, allergischer Rhinitis, Glaukom, peptischem Ulcus, einer Darmmotilitätsstörung, postperkutaner transluminaler Koronarangioplastik, Carotidangioplastik, Transplantatstenose nach chirurgischem Bypasseingriff, Osteoporose, Frühgeburt, gutartiger Prostatahypertrophie oder Reizdarmsyndrom.
Verwendung nach einem der Ansprüche 31 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung eine orale Behandlung ist.