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Die Verbindungen der vorliegenden
Erfindung entsprechen der folgenden allgemeinen Formel (I):
in der
eines der Symbole
X, Y und Z ein Stickstoffatom, ein anderes eine Gruppe der Formel
C-R
3 und das dritte ein Stickstoffatom oder
eine Gruppe der Formel C-R
4 darstellen,
R
3 und R
4 jeweils
unabhängig
voneinander ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Trifluormethylgruppe,
eine Cyanogruppe, eine Hydroxygruppe, eine (C
1-C
6)-Alkylgruppe oder eine (C
1-C
6)-Alkoxygruppe bedeuten, R
1 und
R
2 jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom,
ein Halogenatom, eine Trifluormethylgruppe, Cyanogruppe, Hydroxygruppe,
(C
1-C
6)-Alkylgruppe,
(C
1-C
6)-Alkoxygruppe
oder Phenylgruppe, die gegebenenfalls durch ein Halogenatom, durch
eine oder zwei Trifluormethylgruppen, durch eine Cyanogruppe, durch
eine Nitrogruppe, durch eine Hydroxygruppe, durch eine (C
1-C
6)-Alkylgruppe, durch
eine (C
1-C
6)-Alkoxygruppe,
durch eine Acetylgruppe, durch eine Methylendioxygruppe, durch eine
Trifluormethoxygruppe, durch eine Methylthiogruppe oder durch eine
Phenylgruppe substituiert ist, bedeuten.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen können in
Form der Base oder von Säureadditionssalzen
vorliegen.
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Die bevorzugten Verbindungen sind
jene der Formel, in welcher der X, Y und Z enthaltende Heterocyclus
eine Pyridin-3-yl- oder Pyridazin-3-yl-Gruppe ist.
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Die Internationale Patentanmeldung
WO 96/30372 beschreibt eine Verbindung mit einer Struktur analog
zu jener der erfindungsgemäßen Verbindungen,
welche die gleiche biologische Wirkung besitzt.
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Erfindungsgemäß und gemäß dem folgenden Schema kann
man die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) dadurch herstellen,
daß man
1,4-Diazabicyclo[3.2.2]nonan der Formel (II) mit einer heterocyclischen Verbindung
der allgemeinen Formel (III), in der X, Y, Z, R1 und
R2 die oben angegebenen Bedeutungen besitzen
und W ein Halogenatom darstellt, umsetzt.
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Man kann auch eine Buchwald-Kupplung
(J. Org. Chem. (1997) 62 6066–6068)
in Gegenwart eines Palladium-Katalysators, wie Palladiumacetat,
Tris(dibenzylidenaceton)-dipalladium(0) etc., eines Komplexierungsliganden,
wie Triphenylphosphin, Tributylphosphin oder 2,2'-Bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl, und einer
Base, beispielsweise einer organischen Base, wie Natrium t-Butoxyd, oder einer
anorganischen Base, wie Cäsiumcarbonat,
bewirken.
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Wenn X oder Z ein Stickstoffatom
darstellt, kann man auch eine nucleophile Substitutionsreaktion
in Gegenwart einer starken Base, wie Cäsiumcarbonat oder Triethylamin,
durchführen.
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1,4-Diazabicyclo[3.2.2]nonan ist
in J. Med. Chem. (1993) 36 2311– 2320
beschrieben.
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Bei bestimmten Verbindungen sind
die Substituenten R1 und/oder R2 in
der Ausgangsverbindung der allgemeinen Formel (III) nicht vorhanden;
in Abhängigkeit
von ihrer Art können
diese Substituenten in die Endverbindung der allgemeinen Formel
(I) eingeführt
werden. So können
beispielsweise die Verbindungen der allgemeinen Formel (I), in der
R1 und/oder R2 Arylgruppen
bedeuten, ausgehend von den entsprechenden Verbindungen, in deren
Formel R1 und/oder R2 Bromatome
oder Iodatome bedeuten, mit Hilfe bekannter Verfahrensweisen hergestellt
werden, wie einer Suzuki-Kupplung in Gegenwart einer Boronsäure und
eines Palladium-Katalysators, beispielsweise Tetrakistriphenylphosphin-palladium.
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Die Verbindungen der allgemeinen
Formel (III) sind im Handel erhältlich
oder mit Hilfe von in der Literatur beschriebenen Methoden zugänglich.
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Die folgenden Beispiele verdeutlichen
die Herstellung einiger erfindungsgemäßer Verbindungen. Die Mikroelementaranalysen
und die IR- und NMR-Spektren
bestätigen
die Struktur der erhaltenen Verbindungen. Die in den Titeln der
Beispiele in Klammern angegebenen Nummern entsprechen jenen in der
ersten Spalte der nachfolgenden Tabelle 1.
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Bei den Verbindungsnummern stellt
der "–" einen Teil des Wortes
dar, während
der "–" nur die Trennung
am Ende der Zeile anzeigt; dieser ist in Abwesenheit einer Trennung
zu unterdrücken
und muß weder durch
einen normalen Bindestrich noch durch eine Leertaste ersetzt werden.
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Beispiel 1 (Verbindung
Nr. 1).
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4-Pyridin-3-y1-1,4-diazabicyclo[3.2.2]nonan-Hydrobromid
(2 : 1).
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Man beschickt einen 100 ml-Dreihalskolben
mit 1,0 g (7,92 mMol) 1,4-Diazabicyclo[3.2.2]nonan,
5,0 g (31,7 mMol) 3-Brompyridin, 88,9 (0,396 mMol) Palladium(II)-acetat,
247 mg (0,396 mMol) 2,2'-Bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl und 3,61
g (11,1 mMol) Cäsiumcarbonat
in Suspension in 50 ml Tetrahydrofuran und erhitzt die Mischung
während
72 Stunden zum Sieden am Rückfluß.
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Man läßt abkühlen, filtriert, dampft das
Filtrat unter vermindertem Druck ein und reinigt den Rückstand säulenchromatographisch über Kieselgel
unter Elution mit einer 95/5/0,5-Mischung aus Chloroform, Methanol und
Ammoniak.
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Man erhält 0,83 g eines orangefarbenen Öles, welches
man in 15 ml Ethanol suspendiert und mit 1,45 ml einer 37%-igen
Lösung
von Bromwasserstoffsäure
in Essigsäure
versetzt. Man isoliert schließlich
1,02 g des Dihydrobromids.
Schmelzpunkt: 295–305°C.
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Beispiel 2 (Verbindung
Nr. 6).
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4-(6-Chlorpyridazin-3-yl)-1,4-diazabicyclo[3.2.2)nonan-Hydrobromid
(2 : 1).
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Man beschickt einen 50 ml-Dreihalskolben
mit 0,88 g (7,0 mMol) 1,4-Diazabicyclo[3.2.2]nonan
und 0,52 g (3,5 mMol) 3,6-Dichlorpyridazin in 25 ml Toluol und erhitzt
die Lösung
während
24 Stunden zum Sieden am Rückfluß.
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Man verdampft das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck, nimmt den Rückstand mit einer 90/10-Mischung
aus Dichlormethan und Methanol, die einige Tropfen Ammoniak enthält, auf
und eluiert die Lösung über Kieselgel
mit der gleichen Lösungsmittelmischung.
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Man erhält 0,58 g der Verbindung in
Form der Base, welche man durch Zugabe von 37%-iger Bromwasserstoffsäure in Essigsäure in das
Dihydrobromid umwandelt.
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Nach der Umkristallisation aus einer
50/50-Mischung aus Propan-2-ol und Methanol isoliert man schließlich 0,7
g des Dihydrobromids.
Schmelzpunkt: 291–293°C.
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Beispiel 3 (Verbindung
Nr. 8).
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4-(6-Phenylpyridin-3-yl)-1,4-diazabicyclo[3.2.2]nonan-Hydrobromid
(2 : 1).
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3.1. 3-Brom-6-phenylpyridin.
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Man beschickt einen 250 ml-Dreihalskolben
mit 10 g (42,2 mMol) 2,5-Dibrompyridin,
5,2 g (42,2 mMol) Phenylboronsäure
und 30 ml Benzol, gibt 1,5 g (1,3 mMol) Tetrakis(triphenylphosphino)-palladium,
30 ml Benzol und 30 ml einer 2 M wässrigen Natriumcarbonatlösung und
1,4 ml Ethanol zu und erhitzt die Mischung während 17 Stunden zum Sieden
am Rückflug.
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Man kühlt die Reaktionsmischung ab,
filtriert sie, dekantiert die organische Phase ab, verdampft das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck und reinigt den Rückstand chromatographisch über Kieselgel
unter Elution mit einer 70/30-Mischung aus Heptan und Dichlormethan.
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Man erhält 8,6 g des rohen Produkts,
welches man aus 7 ml Ethanol umkristallisiert. Man erhält dieser Weise
5,6 g des reinen Produkts in Form eines weißen Feststoffs.
Schmelzpunkt:
69–72°C.
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3.2. 4-(6-Phenylpryridin-3-yl)-1,4-diazabicyclo[3.2.2]nonan-Hydrobromid
(2 : 1).
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Man beschickt einen Dreihalskolben
unter einer Stickstoffatmosphäre
mit 0,631 g (5 mMol) 1,4-Diazabicyclo[3.2.2]nonan, 1,4 g (6 mMol)
3-Brom-6-phenylpyridin,
2,28 g (7 mMol) Cäsiumcarbonat,
45 mg (0,2 mMol) Palladium(II)acetat und 125 mg (0,2 mMol) 2,2'-Bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl in Suspension in
40 ml Tetrahydrofuran und erhitzt die Mischung während 48 Stunden zum Sieden
am Rückfluß.
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Man kühlt das Reaktionsmedium ab,
filtriert es und verdampft das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck. Man reinigt den erhaltenen Rückstand
chromatographisch über
Kieselgel unter Elution mit einer 96/4/0,4-Mischung aus Chloroform,
Methanol und Ammoniak. Man erhält
0,47 g des rohen Produktes, welches man mit Ether aufnimmt, die
unlöslichen
Anteile abfiltriert und das Filtrat unter vermindertem Druck einengt
unter Erhalt von 0,42 g des Produkts.
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Man suspendiert es in 10 ml Ethanol
und behandelt die erhaltene Lösung
mit 0,6 ml einer 5 M Lösung von
Bromwasserstoffsäure
in Essigsäure.
Nach 1 Stunde gewinnt man den Niederschlag, spült mit Methanol und dann mit
Ether. Man erhält
in dieser Weise 0,519 g des Produkts in Form eines weißen Feststoffs.
Schmelzpunkt:
290–297°C.
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Beispiel 4 (Verbindung
Nr. 9).
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4-(5-Brompyridin-3-yl)-1,4-diazabicyclo[3.2.2]nonan-Hydrobromid
(2 : 1).
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Man beschickt einen 250 ml-Dreihalskolben
mit einer Suspension von 71 mg (0,32 mMol) Palladium(II)-acetat,
3,6 g (11,09 mMol) Cäsiumcarbonat
und 0,197 mg (0,32 mMol) 2,2'-Bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl in 45
ml Te trahydrofuran, einer Lösung
die 1,0 g (7,92 mMol) 1,4-Diazabicyclo[3.2.2]nonan und 2,82 g (11,89
mMol) 3,5-Dibrompyridin in 20 ml Tetrahydrofuran enthält und erhitzt
das Reaktionsmedium während
24 Stunden.
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Man kühlt die Suspension ab und verdünnt sie
mit 65 ml Chloroform, entfernt einen Niederschlag durch Filtration
und engt das Filtrat unter vermindertem Druck ein unter Erhalt von
4,4 g eines dunkelbraunen Feststoffes. Man reinigt das Produkt chromatographisch über Kieselgel
unter Elution mit einer 95/5/0,5-Mischung aus
Chloroform, Methanol und Ammoniak. Man erhält 1,25 g des reinen Produkts,
welches man in 10 ml Ethanol löst
und mit 1,6 ml einer 5,7 M Lösung
von Bromwasserstoffsäure
in Essigsäure
bei 0°C
behandelt. Man erhält
1,79 g des Produkts, welches man aus 20 ml einer 86/14-Mischung
aus Ethanol und Wasser umkristallisiert. In dieser Weise erhält man 1,14
g des Produkts in Form eines hellgelben Feststoffs.
Schmelzpunkt:
266–276°C.
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Beispiel 5 (Verbindung
Nr. 10).
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4-(5-Phenylpyridin-3-yl)-1,4-diazabicyclo[3.2.2]nonan.
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Man beschickt einen 50 ml-Dreihalskolben
mit 0,87 g (3,1 mMol) 4-(5-Brompyridin-3-yl)-1,4-diazabicyclo[3.2.2]nonan,
gibt 0,39 g (3,15 mMol) Phenylboronsäure, 0,11 g (0,095 mMol) Tetrakis(triphenylphosphino)-palladium,
3,3 ml einer wässrigen
2 M Natriumcarbonatlösung,
6,5 ml Benzol und 0,15 ml Ethanol zu und erhitzt während 16
Stunden zum Sieden am Rückfluß.
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Man kühlt das Reaktionsmedium ab,
verdünnt
es mit 90 ml Benzol und filtriert. Man trennt die organische Phase
ab, verdampft das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck, reinigt den Rückstand säulenchromatographisch über Kieselgel
unter Elution mit einer 95/5/0,5-Mischung aus Chloroform, Methanol
und Ammoniak und erhält
0,80 g eines orangefarbenen Öles,
welches man in 4 ml Petrolether kristallisieren läßt. Man
erhält in
dieser Weise 0,617 g des Produkts in Form eines schmutzigweißen Feststoffes.
Schmelzpunkt:
85–88°C.
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Beispiel 6 (Verbindung
Nr. 7).
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4-(6-Chlorpyrazin-2-yl)-1,4-diazabicyclo[3.2.2]-nonan.
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Man beschickt einen 25 ml-Dreihalskolben
mit 0,30 g (2,0 mMol) 1,4-Diazabicyclo[3.2.2]nonan,
0,30 g (2,0 mMol) 2,6-Dichlorpyrazin, 3 ml einer 50%-igen wässrigen
Natriumhydroxidlösung
und 64,4 mg (0,2 mMol) Tetrabutylammoniumbromid in 3 ml Toluol und
erhitzt das Reaktionsmedium während
4 Stunden auf 60°C.
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Man gibt 0,30 g (2,0 mMol) 2,6-Dichlorpyrazin
und 64,4 mg (0,2 mMol) Tetrabutylammoniumbromid zu und setzt das
Erhitzen während
18 Stunden fort.
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Man trennt die organische Phase ab,
gibt Wasser zu und extrahiert die Mischung mit Chloroform. Man verdampft
das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck und reinigt den erhaltenen Rückstand
säulenchromatographisch über Kieselgel
unter Elution mit einer 95/5/0,5-Mischung aus Chloroform, Methanol
und Ammoniak und kristallisiert das erhaltene Produkt aus 1,5 ml
Diisopropylether.
Man erhält
0,17 g des Produkts.
Schmelzpunkt: 80°C.
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Beispiel 7 (Verbindung
Nr. 12).
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4-(6-Phenylpyridazin-3-yl)-1,4-diazabicyclo[3.2.2]nonan-Hydrobromid
(2 : 1).
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Man beschickt einen 25 ml-Dreihalskolben
mit 0,477 g (2,0 mMol) 4-(6-Chlorpyridazin-3-yl)-1,4-diazabicyclo[3.2.2]nonan,
0,293 g (2,4 mMol) Phenylboronsäure
und 69 mg (0,06 mMol) Tetrakis(triphenylphosphino)-palladium, 2
ml einer wässrigen
2 M Natriumcarbonatlösung
und 0,1 ml Ethanol und erhitzt das Reaktionsmedium während 17
Stunden zum Sieden am Rückfluß.
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Man dekantiert die organische Phase
ab, wäscht
sie mit Wasser, dampft sie unter vermindertem Druck ein und reinigt
den Rückstand
chromatographisch über
Kieselgel unter Elution mit einer 95/5/0,5-Mischung aus Chloroform,
Methanol und Ammoniak. Man erhält
0,49 g des Produkts in Form eines Öls, welches man mit 5 ml Ethanol
aufnimmt und mit 0,7 ml einer 5 M Lösung von Bromwasserstoffsäure in Essigsäure behandelt.
Man filtriert den Niederschlag ab, spült ihn mit Ethanol und dann
mit Wasser und erhält
in dieser Weise 0,551 g eines weißen Feststoffes.
Schmelzpunkt:
295–298°C.
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Die nachfolgende Tabelle verdeutlicht
die chemischen Strukturen und die physikalischen Eigenschaften einiger
erfindungsgemäßer Verbindungen.
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In der Spalte "R1" steht "3,4-OCR2O-C6R3" für eine 3,4-Methylendioxyphenyl-
oder 1,3-Benzodioxol-5-yl-Gruppe und "4-C6H5-C6H4" für eine Biphenyl-4-yl-Gruppe.
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In der Spalte "Salz" steht "-" für
eine Verbindung in Form der Base, "HBr" für ein Hydrobromid
und "HCl" für ein Hydrochlorid,
wobei dabei auch das entsprechende Säure : Basen-Molverhältnis angegeben
ist.
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In der Spalte "F (°C)" steht "(d)" für einen
Schmelzpunkt unter Zersetzung.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen waren Gegenstand
von Untersuchungen, die ihre therapeutischen Wirkungen nachgewiesen
haben.
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So wurden sie unter Anwendung der
von Anderson und Arneric beschriebenen Methoden, Eur. J. Pharmacol
(1994) 253, und Hall und Koll., Brain Res. (1993) 600 127, bezüglich ihrer
Affinität
für Nicotinrezeptoren,
die die Untereinheit α4β2 enthalten, untersucht.
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Man enthauptet männliche Sprague Dawley-Ratten
mit einem Gewicht von 150 bis 200 g und entnimmt schnell das gesamte
Gehirn, homogenisiert es in 15 Volumen einer 0,32 M Saccharoselösung bei
4°C und
zentrifugiert dann während
10 Minuten bei 1000 g. Man entfernt den Zentrifugenrückstand
und zentrifugiert die überstehende
Flüssigkeit
während
20 Minuten bei 4°C
und 20000 g. Man gewinnt den Zentrifugenrückstand und homogenisiert ihn
mit Hilfe einer PolytronTM-Zerkleinerungsvorrichtung
in 15 Volumen bidestillierten Wassers bei 4°C und zentrifugiert dann erneut
während
20 Minuten bei 8000 g. Man entfernt den Zentrifugenrückstand
und zentrifugiert die überstehende
Flüssigkeit
und die Hautschicht ("buffy
coat") bei 40000 g
während
20 Minuten, gewinnt den Zentrifugenrückstand, suspendiert ihn erneut
in 15 ml bidestilliertem Wasser bei 4°C und zentrifugiert erneut einmal
bei 40000 g bevor man das Material bei –80°C aufbewahrt.
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Am Tag der Untersuchung taut man
das Gewebe langsam auf und suspendiert es in 3 Volumen des Puffers.
Man inkubiert 150 μl
dieser Membransuspension in Gegenwart von 100 μl 1 nM [3H]-Cytisin
in einem Endvolumen von 500 μl
des Puffers während
120 min bei 4°C
in Gegenwart oder in Abwesenheit der zu untersuchenden Verbindung.
Man unterbricht die Reaktion durch Filtration über zuvor mit Polyethylenimin
behandelten Whatman GF/BTM-Filtern, spült die Filter
mit 2 mal 5 ml des Puffers bei 4°C
und mißt
die auf dem Filter zurückgehaltene
Radioaktivität
zur Flüssigszintigraphie.
Man bestimmt die nicht spezifische Bindung in Gegenwart von 10 μM (–)-Nicotin,
wobei die nicht spezifische Bindung 75 bis 85% der gesamten auf
dem Filter zurückgehaltenen
Bindung darstellt. Für
jede untersuchte Konzentration der Verbindung bestimmt man den Prozentsatz
der Inhibierung der spezifischen Bindung von [3H]-Cytisin
und berechnet dann den CI50-Wert, das heißt die Konzentration
der Verbindung, die die spezifische Bindung um 50% inhibiert.
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Die CI50-Werte
der affinsten erfindungsgemäßen Verbindungen
liegen zwischen 0,001 und 0,013 μM.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen wurden mit
Hilfe der von Marks und Collins, J. Pharmacol. Exp. Ther. (1982)
22 564, und Marks et al., Mol. Pharmacol. (1986) 30 427, beschriebenen
Methoden bezüglich
ihrer Affinität
gegenüber
Nicotinrezeptoren, die die Untereinheit α7 enthalten, untersucht.
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Man enthauptet männliche OFA-Ratten mit einem
Gewicht von 150 bis 200 g, entnimmt schnell das gesamte Gehirn,
homogenisiert es mit Hilfe einer PolytronTM-Zerkleinerungsvorrichtung
in 15 Volumen einer 0,32 M Saccharoselösung bei 4°C, und zentrifugiert dann während 10
Minuten bei 1000 g. Man entfernt den Zentrifugenrückstand
und zentrifugiert die überstehende
Flüssigkeit
während
20 Minuten bei 4°C
und 8000 g, gewinnt den Zentrifugenrückstand und homogenisiert ihn
mit Hilfe einer PolytronTM-Vorrichtung in
15 Volumen bidestilliertem Wasser bei 4°C und zentrifugiert erneut während 20
min bei 8000 g. Man entfernt den Zentrifugenrückstand und zentrifugiert die überstehende
Flüssigkeit
und die Hautschicht ("buffy
coat") während 20
min bei 40000 g. Man gewinnt den Zentrifugenrückstand, suspendiert ihn erneut
in 15 Volumen bidestilliertem Wassers bei 4°C und zentrifugiert ihn ein
weiteres Mal während
20 min bei 40000 g bevor man das Material bei –80°C aufbewahrt.
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Am Tag der Untersuchung taut man
das Gewebe langsam auf und suspendiert es in 5 Volumen des Puffers.
Man führt
eine Vorinkubierung von 150 μl
dieser Membransuspension während
30 min bei 37°C
im Dunklen und in Gegenwart oder in Abwesenheit der zu untersuchenden
Verbindung durch. Anschließend
inkubiert man die Membranen während
60 min bei 37°C
in der Dunkelheit in Gegenwart von 50 μl 1 nM [3H]-α-Bungarotoxin
in einem Endvolumen von 250 μl
eines 20 mM HEPES-Puffers und von 0,05% Polyethylenimin. Man unterbricht
die Reaktion durch Filtration über
zuvor während
3 Stunden mit 0,5% Polyethylenimin behandelten Whatman GF/BTM-Filtern. Man spült die Filter mit 2 mal 5 ml
des Puffers bei 4°C
und mißt
die auf jedem Filter zurückgehaltene
Radioaktivität
durch Flüssigszintigraphie.
Man bestimmt die nicht spezifische Bindung in Gegenwart von einer
Endkonzentration von 1 μM α-Bungarotoxin,
wobei die nicht spezifische Bindung etwa 60% der gesamten auf dem
Filter zurückgehaltenen
Bindung darstellt. Für
jede untersuchte Konzentration der Verbindung bestimmt man den Prozentsatz
der Inhibierung der spezifischen Bindung von [3H]-α-Bun garotoxin
und berechnet dann den CI50-Wert, das heißt die Konzentration
der Verbindung, die die spezifische Bindung um 50% inhibiert.
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Die CI50-Werte
der affinsten erfindungsgemäßen Verbindungen
liegen zwischen 0,002 und 0,75 μM.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen wurden weiterhin
mit Hilfe der von Houghtling et al., Mol. Pharmacol. (1995) 48 280–287, beschriebenen
Methode bezüglich
ihrer Affinität
gegenüber
peripheren Nicotinrezeptoren des ganglionären Typs untersucht. Die Fähigkeit
einer Verbindung, [3H]-Epibatidin von den
Nebennierendrüsen
von Rindern zu verdrängen
dient dazu, ihre Affinität
für diesen
Rezeptor zu messen.
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Man taut bei –80°C aufbewahrte Nebennierendrüsen von
Rindern auf und homogenisiert sie mit Hilfe einer PolytronTM-Zerkleinerungsvorrichtung in 20 Volumen
eines 50 mM Tris-HCl-Puffers mit einem pH-Wert von 7,4 bei 4°C und zentrifugiert
dann während
10 min bei 35000 g. Man entfernt die überstehende Flüssigkeit und
suspendiert den Zentrifugenrückstand
erneut in 30 Volumen des 50 mM Tris-HCl-Puffers bei 4°C und bewirkt
erneut eine Homogenisierung vor dem Zentrifugieren während 10
min bei 35000 g. Man nimmt den dann erhaltenen Zentrifugenrückstand
in 10 Volumen des Tris-HCl-Puffers bei 4°C auf und inkubiert 100 μl der Membransuspension,
das heißt
10 mg des frischen Gewebes während
3 Stunden bei 24°C
in Gegenwart von 50 μl [3H]-Epibatidin mit einer Endkonzentration
von 0,66 nM in einem Endvolumen von 250 μl des Puffers in Gegenwart oder
in Abwesenheit der zu untersuchenden Verbindung. Man unterbricht
die Reaktion durch Verdünnen
der Proben mit dem 50 μM
Tris-HCl-Puffer mit einem pH-Wert von 7,4 bei 4°C und filtriert dann über zuvor während 3
Stunden mit 0,5% Polyethylenimin behandelten Whatman GF/CTM-Filtern.
Man spült
die Filter zweimal mit 5 ml des Puffers und mißt die auf dem Filter zurückgehaltene
Radioaktivität
durch Flüssigszintigraphie.
Man bestimmt die nicht-spezifische Bindung in Gegenwart von einer
Endkonzentration von 2 mM (–)-Nicotin,
wobei die nichtspezifische Bindung 30 bis 40% der gesamten auf dem
Filter zurückgehaltenen
Bindung darstellt. Für
jede untersuchte Konzentration der Verbindung bestimmt man den Prozentsatz
der Inhibierung der spezifischen Bindung von [3H]-Epibatidin
und berechnet dann den CI50-Wert, das heißt die Konzentration
der Verbindung, die die spezifische Bindung um 50% inhibiert.
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Die CI50-Werte
der erfindungsgemäßen Verbindungen
liegen zwischen 0,06 und 20 μM.
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Die obigen Untersuchungsergebnisse
zeigen, daß bestimmte
erfindungsgemäße Verbindungen
selektive Liganden für
die Untereinheiten α4β2, α7 oder α3 des Nicotin-Rezeptors darstellen, während andere
gemischte Liganden für α4β2 und α7, α4β2 und α3 oder α3 und α3 darstellen.
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Schließlich wurden die erfindungsgemäßen Verbindungen
Untersuchungen zum Nachweis ihrer analgetischen Wirkungen unterzogen.
Hierzu wurden sie in dem Modell der geheizten Platte nach der Methode
von Eddy und Leimbach, J. Pharmacol. Exp. Ther. (1953) 107 385–393, mit
dem Ziel untersucht, einen eventuellen analgetischen Effekt nachzuweisen
und zu quantifizieren.
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Man unterwirft Mäuse mit einem Gewicht von 20
bis 30 g einer thermischen Reizung durch Kontakt der Pfoten mit
einer Platte, die mit Hilfe eines thermostatisierten Wasserbades
bei einer konstanten Temperatur von 57,5°C gehalten wird. Man mißt die Zeit
bis zu einer Schmerzreaktion, die sich durch ein Lecken der Pfoten
oder durch ein Springen manifestiert. In dieser Weise setzt man
die Mäuse
nach einer Vorbehandlung, die durch subkutane oder orale Behandlung
erfolgt (wobei jede Gruppe aus acht Tieren für die gleiche Vorbehandlung
gebildet wird) einzeln auf die Platte und mißt die Zeit bis zu der Schmerzreaktion.
Man entfernt das Tier sofort nach der Manifestation des Schmerzes
von der Platte. Die maximale Reizbehandlungsdauer beträgt 30 Sekunden.
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Man ermittelt für jede Gruppe die mittlere
Reaktionszeit und die mittlere Standardabweichung (m.S.A.). Man
analysiert die nicht-parametrische Variante (Kruskal-Wallis) an
der Gesamtheit der Gruppe. Ein Wilcoxon-Test ermöglicht einen Vergleich jeder
behandelten Gruppe mit der Kontrollgruppe. Die Unterschiede werden
bei einem Schwellenwert von 5% als statistisch signifikant angesehen.
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Die Reaktionszeit wird durch Analgetica
mit überwiegend
zentralem Effekt in signifikanter Weise verlängert. Die erfindungsgemäßen Verbindungen
zeigen bei diesem Test bei Dosierungen zwischen 0,3 und 30 mg/kg
bei intraperitonaler oder oraler Verabreichung eine Wirkung.
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Die Ergebnisse der verschiedenen
Untersuchungen legen die Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen Verbindungen
bei der Behandlung oder der Vor beugung von Störungen nahe, die mit einer
Dysfunktion der Nicotin-Rezeptoren verknüpft sind, insbesondere im Bereich
des Zentralnervensystems oder des Magen-Darm-Systems.
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Im Bereich des Zentralnervensystems
umfassen diese Störungen
Erkenntnisveränderungen,
insbesondere Gedächtnisstörungen,
jedoch auch Aufmerksamkeitsstörungen,
die mit der Alzheimerschen Krankheit, dem pathologischen Altern
(Age Associated Memory Impairment, AAM), dem Parkinson-Syndrom,
der Trisomie 21 (Downs-Syndrom), dem Korsakoff-Alkohol-Syndrom,
vaskulären
Demenzien (Multiinfarkt-Demenzia, MID) und der Aufmerksamkeitsmangel/Hyperaktivitäts-Störung (Attention
deficit/hyperactivity disorder, ADHD) verknüpft sind.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen können auch
genutzt werden bei der Behandlung von motorischen Störungen,
die man bei der Parkinsonschen Krankheit oder anderen Nervenerkrankungen
beobachtet, sowie der Huntington-Chorea, dem Tourette-Syndrom, der
tardiven Dyskinesie und der Hyperkinesie.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen können auch
für die
heilende oder symptomatische Behandlung von Schädel- oder Medulla-Vorfällen und
Traumata, Cerebralgefäß-Vorfällen, Schlaganfällen und
hypoxischen Gehirn-Episoden sowie anderen akuten oder chronischen
neurogenerativen Erkrankungen verwendet werden.
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Sie können auch bei psychiatrischen
pathologischen Zuständen
eingesetzt werden, wie Schizophrenie, Depression, Angst, Panikanfällen, Krampf-
und Besessenheits-Verhalten.
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Sie können auch den Symptomen vorbeugen,
die eine Folge sind des Entzugs von Tabak, Alkohol, verschiedenen
Substanzen, die zu einer Abhängigkeit
führen,
wie Kokain, LSD, Canabis und Benzodiazepinen.
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Schließlich können sie nützlich sein bei der Behandlung
von akuten und neuropathischen Schmerzen.
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Im Bereich des Magen-Darm-Systems
können
die erfindungsgemäßen Verbindungen
nützlich
sein bei der Behandlung der Crohnschen Krankheit, der ulcerösen Colitis,
dem Reizdarmsyndrom und der Fettsucht.
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Hierzu können die erfindungsgemäßen Verbindungen
in jegliche geeignete Zubereitungsformen gebracht werden, die für die enterale,
parenterale oder transdermale Verabreichung geeignet sind, wie Tabletten, Dragees,
Gelkapseln, Kapseln, trinkbare oder injizierbare Suspensionen oder
Lösungen,
wie Sirupe oder damit gefüllte
Ampullen, transdermale Pflaster ("patch"), etc., wozu sie mit geeigneten Trägermaterialien
vereinigt und derart dosiert werden, daß eine tägliche Dosis von 0,01 bis 20
mg/kg verabreicht werden kann.