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Hintergrund der Erfindung
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Dekompensierte
Herzinsuffizienz (CHF [congestive heart failure]) ist eine Krankheit,
an der etwa 2 % der Bevölkerung
der Vereinigten Staaten leiden (Sami, M.H. [1991] J. Clin. Pharmacol.
31:1081). Trotz Fortschritten bei der Diagnose und Behandlung von
CHF bleibt die Diagnose schlecht, mit einer 5-Jahres-Sterblichkeitsrate
von mehr als 50 % vom Zeitpunkt der Diagnose ab (McFate Smith, W.
[1985] Am. J. Cardiol. 55:3A; McKee, P.A., W.P. Castelli, P.M. McNamara,
W.B. Kannel [1971 ] N. Engl. J. Med. 285:1441). Bei Patienten mit
CHF ist die Überlebensrate
der Patienten mit schwerer Dämpfung
der linken Kammerfunktion und der Patienten, die häufige ventrikuläre Arrhythmien
haben, am geringsten. Patienten mit ventrikulären Arrhythmien und ischämischer
Kardiomyopathie weisen ein erhöhtes
Risiko für
einen plötzlichen
Tod auf. Die Anwesenheit von ventrikulärer Tachykardie bei Patienten
mit schwerer CHF hat eine dreifache Zunahme des plötzlichen
Tods im Vergleich zu jenen ohne Tachykardie zur Folge (Bigger, J.T.,
Jr. [1987] Circulation 75 (Suppl. IV):28). Wegen der hohen Prävalenz von
plötzlichem
unerwartetem Tod bei Patienten mit CHF gab es ein wachsendes Interesse
an der prognostischen Signifikanz von Arrhythmien bei diesen Patienten.
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Es
sind mehrere Verbindungen bei der Behandlung von Herzarrhythmien
bei Patienten mit dekompensierter Herzinsuffizienz verwendet worden.
Leider ist die Antiarrhythmie-Arzneistofftherapie enttäuschend
gewesen. Die Wirksamkeit von Antiarrhythmie-Arzneistoffen nimmt
deutlich ab, wenn die linke Kammerfunktion abnimmt, so dass nur
ein kleiner Bruchteil der Patienten mit CHF auf eine Antiarrhythmie-Therapie
anspricht. Kein Antiarrhythmie-Arzneistoff hat bisher den plötzlichen
Tod von Patienten mit CHF verhütet,
und es steht sogar die Frage einer erhöhten Mortalität im Raum,
die mit gewissen Antiarrhythmie-Arzneistoffen verbunden ist (the
CAST investigators [1989] N. Engl. J. Med. 321:406).
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Wissenschaftlicher
definieren, dass Tachykardie und Kammerflimmern eine Mehrfachnatur
aufweisen. Es scheint nun klar und in der Wissenschaft akzeptiert
zu sein, dass der Reentry der zugrundeliegende Mechanismus für die meisten
anhaltenden Arrhythmien ist. Eine Verlängerung der Kammer-Repolarisation
als Mittel zur Verhütung
von ventrikulären
Arrhythmien hat dementsprechend erneute Aufmerksamkeit erregt. Dies weist
auf Klasse III-Mittel als Arzneistoffe der Wahl bei der Behandlung
von Arrhythmien hin. Ein Klasse-III-Mittel, wie hierin darauf Bezug
genommen wird, ist ein Mittel, das als solches in der Vaughan-Williams-Klassifizierung von
antiarrhythmischen Arzneistoffen klassifiziert ist. Ein Klasse III-Mittel übt seine
primäre
antiarrhythmische Aktivität
durch Verlängerung
der Herz-Aktionspotential-Dauer
und dadurch der effektiven Refraktärperiode (ERP) ohne Wirkung
auf die Erregungsleitung aus. Diese elektrophysiologischen Änderungen,
die durch Blockade von Herz-Kaliumkanälen herbeigeführt werden,
sind in der Medizin wohlbekannt. Da die Blockade von Herz-Kaliumkanälen nicht
mit einer Dämpfung
der Kontraktionsfunktion des Herzens verbunden ist, sind Klasse
III-Mittel für die Verwendung
bei Patienten mit CHF besonders attraktiv. Leider wird die Nützlichkeit
von existierenden Klasse III-Mittel durch zusätzliche pharmakologische Aktivitäten, Mangel
an guter oraler Bioverfügbarkeit
oder ein schlechtes Toxizitätsprofil
beschränkt.
Zwei Klasse III-Mittel, die derzeit auf dem Markt sind, sind Bretylium
(nur i.v.) und Amiodaron (i.v. und p.o.).
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Amiodaron
ist ein antiarrhythmisches Mittel mit einer komplexen elektrophysiologischen
Aktivität,
einschließlich
Klasse-I (Natriumkanal)-, Klasse-II (beta-Rezeptor)-, Klasse-III (Kaliumkanal)-
und sogar Klasse-IV (Calciumkanal)-Eigenschaften, wodurch es sowohl auf
die kardialen Erregungsleitungs- als auch auf die kardialen Repolarisationsparameter
einwirkt (Charlier et al., [1969] Cardiologia, 54:82; Singh et al.,
[1970] Br. J. Pharmacol. 39:657; Rosenbaum et al., [1974] Am. J.
Cardiol. 34:215; Rosenbaum et al., [1976] Am. J. Cardiol. 38:934).
Die entsprechenden EKG-Effekte sind Verringerung der Herzfrequenz
(HF) und Verlängerungen
der PR-, QRS- und QT-Intervalle (Naccarelli et al., [1985] Pharmacotherapy,
6:298). Wegen dieser kombinierten elektrophysiologischen Eigenschaften
ist Amiodaron gegen ventrikuläre
und supraventrikuläre
Arrhythmien, einschließlich
Vorhofflimmern und -flattern, paroxysmaler supraventrikulärer Tachykardie,
ventrikulärer
vorzeitiger Schläge
(VPB [ventricular premature beats]), anhaltender und nicht-anhaltender
ventrikulärer
Tachykardie (VT) und Kammerflimmern (VF), wirksam (Naccarelli et
al., [1985] Pharmacotherapy, 6:298; Kerr et al., [1996], in Cardiovascular
Drug Therapy, 2. Aufl., Herausgeber: Messerli, F.H., W.B. Saunders
Co., S. 1247–1264).
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Amiodaron
ist einer der sehr wenigen Arzneistoffe, die tatsächlich die
Sterblichkeitsraten bei Hochrisiko-Patienten (Post-Myokardinfarkt-Patienten
und Patienten mit dekomprimierter Herzinsuffizienz) verringern (Caims
et al., [1997] Lancet, 349:675; Julian et al., [1997] Lancet, 349:667;
Amiodarone Trials Meta-Analysis Investigators:
Effect of Prophylactic Amiodarone on Mortality After Acute Myocardial
Infarction and in Congestive Heart Failure: Meta-Analysis of Individual
Data from 6500 Patients in Randomised Trials. Lancet, 1997, 350,
1417–24).
Leider ist Amiodaron wegen seiner lebensbedrohlichen Nebenwirkungen
und der beträchtlichen
Behandlungsschwierigkeiten, die mit seiner Verwendung verbunden
sind, nur für
lebensbedrohliche wiederkehrende ventrikuläre Arrhythmien induziert, wenn
diese nicht auf dokumentierte ausreichende Dosen von anderen erhältlichen
Antiarrhythmika antworteten oder wenn alternative Mittel nicht toleriert
werden (Vrobel et al., [1989] Progr. In Cardiovasc. Dis., 31:393).
Die pharmakokinetischen Eigenschaften von Amiodaron sind durch langsame
Absorption, mäßige Bioverfügbarkeit,
hohe Lipophilie und ein sehr großes Verteilungsvolumen (60
l/kg im Durchschnitt) gekennzeichnet. Seine Eliminierung ist nahezu
ausschließlich
hepathisch und seine Clearance-Geschwindigkeit ist sehr gering.
Seine terminale Eliminierungshalbwertszeit beträgt 53 Tage (Naccarelli et al.,
[1985] Pharmacotherapy, 6:298). Als Konsequenz akkumuliert Amiodaron
bei einer Langzeitverabreichung in praktisch jedem Organ, einschließlich schlecht
durchspülter
Gewebe, wie der Linse. Das Auftreten des Beginns seiner antiarrhythmischen
Wirkung kann Tage oder selbst Wochen dauern. Der Beginn der Wirkung
kann durch die Verabreichung von intravenösen Beladungsdosen verkürzt werden,
ist aber immer noch zu lang (Kowey et al., [1995] Circulation, 92:3255).
Herzschutzmittel und Verfahren, die Amiodaron in synergistischer
Kombination mit Vasodilatatoren und beta-Blockern verwenden, sind
zur Verwendung bei Patienten mit Koronarinsuffizienz beschrieben
worden (U.S.
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Patent
Nr. 5,175,187). Amiodaron ist auch für die Reduzierung von Arrhythmien
beschrieben worden, die mit CHF verbunden sind, wie in Kombination
mit Antihochdruckmitteln, z.B. (S)-1-[6-Amino-2-([hydroxy(4-phenylbutyl)phosphinyl]oxyl]-L-prolin
(U.S. Patent Nr. 4,962,095) und Zofenopril (U.S. Patent Nr. 4,931,464).
Jedoch ist Amiodaron ein Arzneistoff, der wegen seiner zahlreichen
Nebenwirkungen, von denen einige ernst sind, schwierig zu handhaben
ist.
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Amiodaron
hat mehrere potentiell tödliche
Toxizitäten,
von denen die wichtigste Lungentoxizität ist (Überempfindlichkeitspneumonitis
oder interstitielle/alvioläre
Pneumonitis). Die Lungentoxizität
ist reversibel, wenn das Fortschreiten der Symptome rechtzeitig
erkannt wird, ist aber immer noch in 10 % der Fälle tödlich (Kerr et al., [1996],
in Cardiovascular Drug Therapy, 2. Aufl., Herausgeber: Messerli,
F.H., W.B. Saunders Co., S. 1247–1264; Vrobel et al., [1989]
Progr. In Cardiovasc. Dis., 31:393). Ein Leberschaden ist ebenfalls
häufig, aber
gewöhnlich
mild, obwohl Leberkrankheit auftreten kann und in einigen Fällen tödlich war.
Obwohl die Toxizität
gewöhnlich
bei Einstellung der Arzneistoffverabreichung reversibel ist, stammt
die tatsächliche
Gefahr bei Amiodaron von seiner langsamen Kinetik, insbesondere
langsamen Eliminierung. Zum Beispiel sind, obwohl die Frequenz von
proarrhythmischen Ereignissen, die mit Amiodaron verbunden sind,
geringer zu sein scheint als mit anderen antiarrhythmischen Mitteln
(2 bis 5 %), die Effekte verlängert,
wenn sie auftreten. Selbst bei Patienten mit einem hohen Risiko
von plötzlichem
Tod, bei denen die Toxizität
von Amiodaron ein akzeptables Risiko ist, legt Amiodaron größere Behandlungsprobleme
auf, die lebensbedrohlich sein können, und
demgemäß wird jede
Anstrengung unternommen, um alternative Mittel zuerst zu verwenden.
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Die
ernsthafteste Langzeittoxizität
von Amiodaron stammt von seiner Kinetik der Verteilung und Eliminierung.
Es wird langsam absorbiert, mit einer langsamen Bioverfügbarkeit
und relativ langen Halbwertszeit. Diese Eigenschaften haben klinisch
wichtige Folgen, einschließlich
der Notwendigkeit der Verabreichung von Beladungsdosen, einer Verzögerung beim
Erreichen von voller antiarrhythmischer Wirkung und einer verlängernden
Zeitspanne der Eliminierung des Arzneistoffs, nachdem seine Verabreichung
unterbrochen worden ist.
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Amiodaron
kann auch mit zahlreichen Arzneistoffen, einschließlich Aprindin,
Digoxin, Flecainid, Phenytoin, Procainamid, Chinidin und Warfarin,
negativ wechselwirken. Es weist auch pharmakodynamische Wechselwirkungen
mit Katecholaminen, Diltiazem, Propranolol und Chinidin auf, was
alpha- und beta-Antagonismus,
Sinusarrest und Niederdruck, Bradykardie und Sinusarrest und atypische
ventrikuläre
Tachykardien bzw. ventrikuläre
Tachykardien zur Folge hat. Es gibt auch Hinweise, dass Amiodaron
Vitamin K-abhängige Gerinnungsfaktoren
absenkt, wodurch die Antikoagulans-Wirkung von Warfarin verstärkt wird.
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Zahlreiche
Nebenwirkungen beschränken
die klinische Anwendbarkeit von Amiodaron. Wichtige Nebenwirkungen
können
Kornea-Mikroablagerungen, Schildrüsenüberfunktion, Schildrüsenunterfunktion,
Leberdysfunktion, Lungenalveolitis, Lichtempfindlichkeit, Dermatitis,
bläuliche
Verfärbung
und periphere Neuropathie sein.
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Es
gibt derzeit kein Klasse-III-Mittel auf dem Markt, das bei Patienten
mit CHF sicher verwendet werden kann. Der kardiovaskuläre Arzneistoffmarkt
ist der größte auf
jeglichem Gebiet der Arzneistoffforschung und es ist zu erwarten,
dass ein wirksames und sicheres antiarrhythmisches Klasse-III-Mittel,
das bei Patienten mit CHF nützlich
ist, von beträchtlicher
Nützlichkeit
wäre. Deshalb
wäre ein
Arzneistoff, der die Prognose von CHF-Patienten erfolgreich verbessern
könnte,
aber mit einem Sicherheitsprofil, das gegenüber jenem von Amiodaron stark
verbessert ist, äußerst nützlich und
erwünscht.
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Die
U.S. Patente Nr. 5,364,880; 5,440,054; und 5,849,788 (alle an Druzgala)
offenbaren neue antiarrhythmische Amiodaron-Analoga, die durch Esterasen
metabolisiert werden. Die 2-Butylkette von Amiodaron wurde so funktionalisiert,
dass sie eine Ester-Einheit einschließt, was ermöglicht, dass endogene Esterasen die
Verbindungen zu einem primären
Metaboliten metabolisieren, der eine Carbonsäure-Einheit enthält. Vorteile,
die mit diesen Verbindungen verbunden sind, umfassen kleinere Verteilungsvolumina,
kürzeren
Wirkungsbeginn, größere Eliminierungsgeschwindigkeiten
und sicherere Langzeit-Toxizitätsprofile.
Diese Amiodaron-Derivate wurden als racemische Mischungen synthetisiert.
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Die
beobachtete pharmakologische Aktivität einer gegebenen Verbindung
ist das Ergebnis einer komplexen Wechselwirkung zwischen ihrer intrinsischen
Aktivität
auf Rezeptor-Ebene, ihren physikalischen Eigenschaften, welche den
Transport durch biologische Membranen bestimmen, und ihrer Affinität zu metabolischen Enzymen.
Als Ergebnis davon ist es praktisch unmöglich, Unterschiede der pharmakologischen
Aktivitäten zwischen
Verbindungen vorherzusagen, die sehr ähnliche Strukturen und ähnliche
physikochemische Eigenschaften aufweisen, wie optische Isomere.
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Biologische
Systeme sind jedoch, da sie aus einer Zusammenstellung von chiralen
Untereinheiten bestehen, in der Lage, optische Isomere zu erkennen.
Die direkte Folge dieser Chiralität wird häufig durch Unterschiede bei
der Rezeptoraffinität
exprimiert, was sehr verschiedene pharmakologische Aktivitäten zwischen optischen
Isomeren desselben Arzneistoffs zur Folge hat. Eines der erstaunlichsten
Beispiele auf dem Gebiet der Antiarrhythmika ist der Unterschied
der pharmakologischen Wirkung bei d- und l-Sotalol. Während d-Sotalol
ein Klasse-III-Antiarrhythmikum ist, ist l-Sotalol ein Betablocker,
der keine Klasse-III-Eigenschaften
aufweist. Klinische Versuche haben demonstriert, dass weder d- noch l-Sotalol für eine wirksame
antiarrhythmische Aktivität
beim Menschen ausreichend sind, sondern dass die Mischung d,l-Sotalol
erforderlich ist.
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Kurze Zusammenfassung der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft neue enantiomer reine Verbindungen,
wie in Anspruch 1 definiert, und Zusammensetzungen, welche die Verbindungen
umfassen, für
die Behandlung von Herzarrhythmien. Die isolierten enantiomer reinen
Verbindungen und Zusammensetzungen dieser Verbindungen zeigen im
Vergleich zu racemischen Mischungen der Verbindungen unerwartet
ausgeprägte
und vorteilhafte Eigenschaften, wie eine deutlich überlegene
Fähigkeit,
ventrikuläre
vorzeitige Schläge
zu verringern oder zu inhibieren.
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Die
enantiomer reinen Verbindungen der vorliegenden Erfindung zeigen
Unterschiede auf der kinetischen und der dynamischen Ebene, die
a priori vollständig
unvorhersagbar waren. Diese pharmakologischen Eigenschaften liefern
die Fähigkeit,
unerwünschte
Nebenwirkungen, die mit antiarrhythmischen Arzneistoffen verbunden
sind, zu verringern, während
eine überlegene
Fähigkeit
beibehalten wird, die kardiale Funktion in Behandlungsschemata zu
modulieren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 stellt
Amiodaron dar.
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2 veranschaulicht
die antiarrhythmische Wirkung der Testverbindungen R-2042, S-2042 und
des Racemats R,S-2042 durch Messen ihrer Fähigkeit, die Bildung von Extrasystolen
oder ventrikulären
vorzeitigen Schlägen
(VPB) zu inhibieren, wenn Ratten einer arrhythmogenen Kombination
von Benzoldämpfen
und Adrenalin ausgesetzt werden.
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3 veranschaulicht
die Änderung
der Herzfrequenz bei Tieren, denen Adrenalin injiziert wurde, und die
antitachyarrhythmischen Eigenschaften der Testverbindungen R-2042,
S-2042 und des Racemats R,S-2042.
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4 stellt
die Fähigkeit
der Testverbindungen R-2042, S-2042 und des Racemats R,S-2042 dar,
das QT-Segment von EKG-Messungen zu modulieren.
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5 veranschaulicht
die Fähigkeit
der Testverbindungen R-2042, S-2042 und des Racemats R,S-2042, das
QRS-Segment von EKG-Messungen zu modulieren.
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6 demonstriert
die Fähigkeit
der Testverbindungen R-2042, S-2042 und des Racemats R,S-2042, das
PR-Segment von EKG-Messungen zu modulieren.
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7A–B veranschaulichen
die Synthesewege für
R-2042 (10a) und S-2042 (10b).
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Detaillierte Offenbarung der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft enantiomer isolierte Verbindungen
und Zusammensetzungen, welche die Verbindungen umfassen, zur Behandlung
von Herzarrhythmien. Die vorliegende Erfindung betrifft weiter Verfahren
zur Herstellung und Reinigung der Verbindungen. Die isolierten enantiomer
reinen Verbindungen und Zusammensetzungen dieser Verbindungen zeigen
unerwartet ausgeprägte
und vorteilhafte Eigenschaften, wie eine deutlich überlegene
Fähigkeit
im Vergleich zu racemischen Mischungen der Verbindungen, ventrikuläre vorzeitige
Schläge
zu verringern oder zu inhibieren.
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Die
isolierten enantiomeren Formen der Verbindungen der Erfindung sind
im wesentlichen voneinander frei (d.h. in mindestens 90 % enantiomerem Überschuss).
Mit anderen Worten, die "R"-Formen der Verbindungen
sind im Wesentlichen frei von den "S"-Formen
der Verbindungen und liegen so im enantiomeren Überschuss über die "S"-Formen
vor. Umgekehrt liegen die "S"-Formen der Verbindungen im Wesentlichen
frei von "R"-Formen der Verbindungen
und liegen so im enantiomeren Überschuss über die "R"-Formen vor. In einer bevorzugten Ausführungsform
liegen die Verbindungen in mindestens etwa 95 % enantiomerem Überschuss vor.
In einer noch bevorzugteren Ausführungsform
liegen die Verbindungen in mindestens etwa 97,5 % enantiomerem Überschuss
vor. In einer am meisten bevorzugten Ausführungsform liegen die Verbindungen
in mindestens etwa 99 % enantiomerem Überschuss vor.
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Die
verbesserten Eigenschaften oder Merkmale der Verbindungen der vorliegenden
Erfindung sorgen für
verbesserte Verfahren zur Behandlung von Herzarrhythmien durch Verabreichung
der Verbindungen der Erfindung an ein Individuum, das eine Behandlung
benötigt.
Eine oder mehrere Verbindungen der Erfindung können einem Individuum verabreicht
werden. Weiter können
die Verbindungen der Erfindung in Verbindung mit anderen Verbindungen
oder deren Zusammensetzungen verabreicht werden. Diese Verbindungen
und deren Zusammensetzungen können
andere Verbindungen, die bekanntermaßen für die Behandlung von Herzarrhythmien
nützlich
sind, Herzschutzmittel, Antibiotika, antivirale Mittel oder thrombolytische
Mittel (z.B. Streptokinase, Gewebeplasminogen-Aktivator oder rekombinanten
Gewebeplasminogen-Aktivator) einschließen.
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Die
Verbindungen und Zusammensetzungen der Erfindung können eine
spezielle Nützlichkeit
bei der Behandlung von lebensbedrohlichen ventrikulären Tachyarrhythmien
insbesondere bei Patienten mit dekomprimierter Herzinsuffizienz
(CHF) aufweisen. Post-Myokardinfarkt-Patienten können ebenfalls besonders von der
Verabreichung der vorliegenden Verbindungen und Zusammensetzungen
profitieren; so werden auch Verfahren zur Behandlung von Post-Myokardinfarkt-Patienten
durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt. Ein "Individuum" schließt Tiere
und Menschen ein, die eine Behandlung wegen Arrhythmien benötigen. In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Individuum ein Mensch.
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Herzschutzmittel
umfassen Vasodilatatoren und Betablocker, die zur Verwendung bei
Patienten mit Koronarinsuffizienz beschrieben werden (wie jene des
U.S. Patents Nr. 5,175,187 oder andere dem Fachmann bekannte). Andere
Herzschutzmittel umfassen bekannte Antihochdruckmittel, z.B. (S)-1-[6-Amino-2-[[hydroxy(4-phenylbutyl)phosphinyl]oxyl]-L-prolin
(U.S. Patent Nr. 4,962,095) und Zofenopril (U.S. Patent Nr. 4,931,464).
Zusätzliche
Herzschutzmittel umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein,
Aspirin, Heparin, Warfarin, Digitalis, Digitoxin, Nitroglycerin,
Isosorbiddinitrat, Hydralazin, Nitroprussid, Captopril, Enalapril
und Lisinopril.
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Die
Verbindungen und Zusammensetzungen liefern auch eine wirksame Behandlung
von ventrikulären
Arrhythmien und supraventrikulären
Arrhythmien, einschließlich
Vorhofflimmern und Reentry-Tachyarrhythmien, an denen akzessorische
Signalwege beteiligt sind. Verbindungen und Zusammensetzungen der
Erfindung sind auch für
die Behandlung von ventrikulären
und supraventrikulären
Arrhythmien, einschließlich Vorhofflimmern
und -flattern, paroxysmaler supraventrikulärer Tachykardie, ventrikulären vorzeitigen
Schlägen (VPB),
anhaltender und nicht-anhaltender ventrikulärer Tachykardie (VT) und Kammerflimmern
(VF) nützlich. Andere
nicht-beschränkende
Beispiele für
die Arrhythmien, die durch die Verbindungen der vorliegenden Erfindung
behandelt werden können,
umfassen: enge QRS-Tachykardie (Vorhof, Intra-/Para-A-V-Knoten oder akzessorischer
Signalweg), ventrikuläre
Tachykardie und ventrikuläre
Arrhythmien bei Kardiomyopathie.
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So
stellt die vorliegende Erfindung eine innovative Verbesserung eines
antiarrhythmischen Klasse-III-Mittels mit signifikant niedrigerer
Toxizität
als jede derzeitig verfügbare
Verbindung dar. Die Verbindungen und Zusammensetzungen sind für die Behandlung
von Patienten mit dekomprimierter Herzinsuffizienz (CHF) nützlich und
zeigen weniger unennrünschte
Eigenschaften im Vergleich zu racemischen Mischungen der Verbindungen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch Zusammensetzungen bereit, welche
die Verbindungen der Erfindung in pharmazeutisch annehmbaren Trägern enthalten.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können gemäß bekannten Verfahren zur Herstellung
pharmazeutisch nützlicher
Zusammensetzungen formuliert werden. Formulierungen werden in Einzelheiten
in einer Anzahl von Quellen beschrieben, die wohlbekannt und dem
Fachmann leicht zugänglich
sind. Zum Beispiel beschreibt Remington's Pharmaceutical Science von E.W. Martin
Formulierungen, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung
verwendet werden können.
Im Allgemeinen werden die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung
so formuliert, dass eine wirksame Menge der bioaktiven Verbindungen)
mit einem geeigneten Träger
vereinigt wird, um eine wirksame Verabreichung der Zusammensetzung
zu erleichtern.
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In
einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung pharmazeutische Zusammensetzungen
bereit, welche als aktiven Bestandteil eine wirksame Menge einer
oder mehrerer der Verbindungen und einen) oder mehrere nicht-toxische
pharmazeutisch annehmbare Träger
oder Verdünnungsmittel
umfassen. Beispiele für
derartige Träger
zur Verwendung in der Erfindung umfassen Ethanol, Dimethylsulfoxid,
Glycerol, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Stärke und äquivalente Träger und
Verdünnungsmittel.
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Weiter
können
annehmbare Träger
entweder fest oder flüssig
sein. Präparate
in fester Form umfassen Pulver, Tabletten, Pillen, Kapseln, Obladenkapseln,
Suppositorien und dispergierbares Granulat. Bei einem festen Träger kann
es sich um eine oder mehrere Substanzen handeln, die als Verdünnungsmittel,
Geschmacksmittel, Löslichmacher,
Gleitmittel, Suspendiermittel, Bindemittel, Konservierungsmittel,
Tablettensprengmittel oder Verkapselungsmaterial wirken können.
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Die
offenbarten pharmazeutischen Zusammensetzungen können in Einheitsdosen unterteilt
sein, die geeignete Mengen der aktiven Komponente enthalten. Die
Einheitsdosierungsform kann ein abgepacktes Präparat sein, wie abgepackte
Tabletten, Kapseln und Pulver in Papier- oder Kunststoffbehältern oder
in Fläschchen
oder Ampullen. Die Dosierungseinheit kann auch ein Präparat auf
flüssiger
Basis sein oder so formuliert sein, dass sie festen Nahrungsmitteln,
Kaugummis oder Pastillen einverleibt wird.
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Die
Dosis, die einem Individuum verabreicht wird, hängt von der gewünschten
Antwort ab und kann von der Art des beteiligten Wirts, dessen Alter,
Gesundheit, Gewicht, Art der gleichzeitigen Behandlung, falls vorhanden;
der Häufigkeit
der Behandlung; dem therapeutischen Verhältnis und ähnlichen Überlegungen abhängen. Vorteilhaft
können
die Dosisniveaus der verabreichten aktiven Bestandteile, zum Beispiel
dermal, 1 bis etwa 500 mg/kg; oral, 0,01 bis 200 mg/kg; intranasal
0,01 bis etwa 100 mg/kg; und als Aerosol 0,01 bis etwa 50 mg/kg
Körpergewicht
betragen.
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Ausgedrückt als
Konzentration können
die isolierten enantiomeren Formen der Erfindung in den neuen Zusammensetzungen
zur dermalen, intranasalen, bronchialen, intramuskulären, intravaginalen,
intravenösen
oder oralen Verwendung in einer Konzentration von etwa 0,01 bis
etwa 50 % (Gew./Gew.) der Zusammensetzung und insbesondere von etwa
0,1 bis etwa 30 % (Gew./Gew.) der Zusammensetzung vorliegen. Bevorzugt
liegen die isolierten enantiomeren Formen der Verbindungen in einer
Zusammensetzung zu etwa 1 bis etwa 10 % (Gew./Gew.) vor. In einer
Ausführungsform
umfasst die Zusammensetzung etwa 5 % (Gew./Gew.) der isolierten
enantiomeren Verbindung.
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In
anderen Ausführungsformen
werden die Verbindungen der vorliegenden Erfindung intravenös und/oder
oral verabreicht. Anfängliche
orale "Beladungsdosen" werden typisch im
Verlauf von einer bis drei Wochen verabreicht. Die Beladungsdosen
können über längere oder
kürzere
Zeiträume
verabreicht werden und werden verabreicht, bis eine anfängliche
therapeutische Wirkung beobachtet wird. Typisch wird eine individuelle
Patienten-Titration für
die Verabreichung der vorliegenden Verbindung durchgeführt (d.h.,
das therapeutische Schema wird für
einen speziellen Patienten maßgeschneidert).
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Die
folgenden Dosierungsbereiche stellen vorgeschlagene Richtlinien
für die
orale und intravenöse Verabreichung
der vorliegenden Verbindungen an ein Individuum dar. Die anfänglichen
Beladungsdosen liegen im Bereich zwischen 100 und 5000 mg pro Tag,
bevorzugt zwischen 250 und 4000 mg pro Tag, bevorzugter zwischen
400 und 3000 mg pro Tag, noch bevorzugter zwischen 600 und 2000
mg pro Tag und am bevorzugtesten zwischen 700 und 1600 mg pro Tag.
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Nachdem
eine ausreichende Arrhythmiekontrolle erzielt ist, kann die Dosis
der Verbindungen der vorliegenden Erfindung im Verlauf von etwa
einem Monat verringert werden. Dosen, die über diesen Zeitraum verabreicht
werden, liegen zwischen 100 und 1600 mg pro Tag, bevorzugt zwischen
200 und 1400 mg pro Tag, bevorzugter zwischen 300 und 1200 mg pro
Tag, noch bevorzugter zwischen 400 und 1000 mg pro Tag und am bevorzugtesten
zwischen 600 und 800 mg pro Tag. Nach dieser Verringerung der Verbindungsdosierung werden
die Individuen typisch auf Verbindungsdosen von etwa 400 mg pro
Tag (der Erhaltungsdosierung) gehalten. Da die Kontrolle von Arrhythmien
patientenspezifisch ist, können
einige Erhaltungsdosen höher
oder niedriger sein als die typische Erhaltungsdosis. So können Erhaltungsdosen
im Bereich zwischen 50 und 800 mg pro Tag, bevorzugt zwischen 100
und 700 mg pro Tag, noch bevorzugter zwischen 200 und 600 mg pro Tag
und am bevorzugtesten zwischen 300 und 500 mg pro Tag liegen.
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Die
Erfindung stellt auch Salze der offenbarten Verbindungen bereit.
Salze der Verbindungen umfassen pharmazeutisch annehmbare Salze,
zum Beispiel Säureadditionssalze,
die von anorganischen oder organischen Säuren abstammen, wie Hydrochloride,
Hydrobromide, p-Toluolsulfonate, Phosphate, Sulfate, Perchlorate,
Acetate, Trifluoracetate, Propionate, Citrate, Malonate, Succinate,
Lactate, Oxalate, Tartrate und Benzoate. Salze können auch von (organischen
oder anorganischen) Basen abstammen, wie Alkalimetallsalze (z.B.
Magnesium- oder Calciumsalze) oder organische Amin-Salze, wie Morpholin-,
Piperidin-, Dimethylamin- oder Diethylaminsalze.
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Tabelle
1 liefert die elektrophysiologischen Aktivitäten der einzelnen Enantiomere
im Vergleich zum jeweiligen Racemat. Die Beschreibungen "länger", "kürzer", "höher", "niedriger" oder "keine Änderung" beschreiben die
elektrophysiologischen Wirkungen der isolierten Enantiomere im Vergleich
zum jeweiligen Racemat. Diese Tabelle fasst die Daten zusammen,
die in den Beispielen 3–6
und 2–6 bereitgestellt
werden.
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Das
Folgende sind Beispiele, welche die Verfahren zur Durchführung der
Erfindung erläutern.
Diese Beispiele sollten nicht als Beschränkung angesehen werden. Alle
Prozentsätze
sind auf Gewicht bezogen und alle Lösungsmittelverhältnisse
beziehen sich auf Volumen, falls nicht anders angemerkt.
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Beispiel 1 – Antiarrhythmische Aktivität in anästhesierten
Ratten.
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Männliche
Sprague-Dawley-Ratten mit einem Körpergewicht von 410 ± 30 g
(Harlan Sprague Dawley Inc., Indianapolis, IN) wurden mit Natriumpentobarbital
(50 mg/kg i.p. – Butler
Co., Columbus, OH) anästhesiert.
Die Haut vom Nackenbereich wurde entfernt und die Drosselvenen auf
beiden Seiten wurden von Bindegewebe befreit. Beide Drosselvenen
und die linke Halsschlagader wurden isoliert und die Letztere wurde
kranisch mit chirurgischer Seide (ETHICON 4-0, Ethicon Inc., Australien)
abgeschnürt.
Ein Kunststoffkatheter (INTRACATH 19ga, Vecton Dickinson, Sandy,
UT), der mit einer Lösung
gefüllt
war, welche 10 % Natriumheparin (Elkins-Sinn Inc., Cherry Hill,
NJ) in normaler Kochsalzlösung
(100 E/ml Natriumheparin) enthielt, wurde in die Arterie eingeführt und
mit chirurgischer Seide fixiert.
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Der
Katheter wurde an einen Druckwandler (OHMEDA P23-XL, Ohmeda Medical
Devices Division Inc., Madison, WI) angeschlossen, welcher mit der
gleichen heparinisierten 0,9 %-igen NaCl-Lösung gefüllt war, um den arteriellen
Druck von Schlag zu Schlag zu registrieren Nadelelektroden wurden
s.c. eingeführt
und wurden zusammen mit dem Druckwandler mit einem GOULD TA 2000-Aufzeichnungsgerät verbunden.
Die Ableitungen H, aVF und der intraarterielle Blutdruck wurden
gleichzeitig während
der gesamten Experimente überwacht
und in bestimmten Intervallen bei 50 und 200 mm/s Papiergeschwindigkeit
aufgezeichnet.
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Der
chirurgische Eingriff wurde mit einem Einschnitt in die Trachea
vervollständigt,
wo ein kurzer Kunststoffschlauch positioniert wurde, und die Tiere
wurden an ein Nagermodell eines Beatmungsgeräts (HARVARD Modell 683, Harvard
Apparatus, Inc., Holliston, MA) angeschlossen. Die Tiere wurden
auf gesteuerte Weise beatmet, abhängig von ihrer spontanen Atmungsfrequenz
(55–75/min).
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Die
Arzneistoffverabreichungen wurden durch i.v.-Katheter (TERUMO 24
GA·3/4'', Terumo Medical Corp., Elkton, MD)
bewirkt, die in beide Drosselvenen eingeführt waren. Die linke Seite
wurde für
Arzneistoffinfusionen mittels einer Spritzenpumpe (SAGE INSTRUMENTS,
Modell 341 B, Orion Res. Inc., Boston, MA) verwendet und die rechte
Seite wurde für
Adrenalin-Injektionen verwendet. Man begann mit den Experimenten nach
mindestens 15-minütiger
Stabilisierung. Die Benzol/Adrenalin-Verabreichungen wurden wie
folgt durchgeführt:
Der Beatmungseinlass wurde mit einem 50 ml-Gluckertopf verbunden,
der zur Hälfte
mit Benzol (Fisher Scientific, Fair Lawn, NJ) gefüllt war,
so dass die eingeatmete Luft mit Benzoldampf gesättigt war. Die Tiere wurden
zwei Minuten mit Benzoldampf beatmet. Das Atemvolumen betrug typisch
1 ml/100 g Tier. Während der
letzten 30 Sekunden der Benzolbeatmung wurden 10 μg/kg Adrenalinlösung (in
0,9 %-igem NaCI) injiziert. Typisch kehrten ventrikuläre vorzeitige
Schläge
(VPB) und der hämodynamisch
stabile aufrechterhaltene oder nichtaufrechterhaltene Wiederholungsrhythmus
zurück
und die Tiere zeigten keine anderen abnormalen Zeichen. Diese Arrhythmien
konnten wiederholt hervorgerufen werden. Nach drei Kontroll-VTs
(bei –30, –20 und –10 Minuten)
wurden die Testverbindungen langsam über 30 Sekunden mit einer Dosis
von 4 mg/kg i.v. injiziert, unmittelbar gefolgt von einer langsamen
Infusion von 12 mg/kg/h über
2 Stunden. Die Fließgeschwindigkeit
während
der Infusionszeitspanne betrug 1 ml/h.
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Es
gab 5 Ratten pro Testverbindung und jedes Tier dient als seine eigene
Kontrolle. Die Fähigkeit
der verschiedenen Arzneistoffe, Arrhythmien zu unterdrücken, wurde
gegen wiederholte Benzol/Adrenalin-Verabreichungen 5, 15, 30, 45,
60, 90, 120 (Ende der Arzneistoffinfusion), 135, 150, 165 und 180
Minuten nach der i.v.-Bolusinjektion getestet. Die Amplituden des
systolischen arteriellen Drucks und diastolischen arteriellen Drucks
waren DBP/3+DBP mit Hilfe einer Druck-Amplitude-Kalibrierungskurve.
Die Herzfrequenz, Anzahl der ventrikulären Komplexe während des
Auftretens von VTs und VPBs und gewisse EKG-Parameter (PR-, QRS-, QT-Dauern und
RR-Zykluslängen
in ms) wurden ebenfalls aufgezeichnet und manuell gemessen. Zu jedem Zeitpunkt
wurden 3–5
Zyklen gemessen und die Durchschnittswerte wurden in EXCEL Windows
97 eingetragen. Der Durchschnitt und die Standardabweichung für die fünf experimentellen
Tiere pro Verbindung wurden berechnet. Die Ergebnisse sind in den 2–6 gezeigt.
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Beispiel 2 – Halbwertszeit in menschlichem
Plasma in vitro
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Venenblut
(60 ml) aus dem Unterarm von fünf
menschlichen Freiwilligen wurde in heparinisierten 15 ml-Vacutainer®-Röhrchen gesammelt.
Jedes Röhrchen
enthielt 1.000 Einheiten Heparin-Natriumsalz. Das Blut wurde sofort
10 Minuten bei 2.000 g zentrifugiert und das Plasma wurde gesammelt.
Sofort nach dem Sammeln wurde das Plasma in 2 ml-Allquote in Borosilicat-Glasröhrchen (5
ml Volumen) gesammelt, die mit einem Kunststoffstopfen verschlossen
waren. Die Röhrchen
wurden dann in einem Wasserbad bei 37°C mindestens 15 Minuten lang äquilibriert,
bevor die Testproben dazugegeben wurden.
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Vorratslösungen wurden
hergestellt, indem man 25 μMol
(etwa 16 mg) jeder der Testverbindungen in 10 ml deionisiertem Wasser
löste.
Zu jedem der Glasröhrchen,
die 2 ml bei 37°C äquilibriertes
frisches Plasma enthielten, wurden 40 μl der Vorratslösungen (eine
Testverbindung pro Röhrchen)
gegeben. Die Plasma/Vorratslösungen
wurden dann gemischt. Proben (250 μl) wurden zum Zeitpunkt 0 (sofort
nach Einmischen der Testverbindungen in das Plasma) und dann nach
30, 60, 90, 120, 180, 240 und 300 Minuten gesammelt. Die Teströhrchen wurden
verschlossen, um jegliche Konzentration aufgrund von Verdampfung
zu vermeiden, und während
des gesamten Experiments in dem Bad bei 37°C gelassen. Jedes Aliquot wurde
sofort in ein 1,5 ml-Mikrozentrifugenröhrchen eingeführt, das
20 μl einer
0,01 %-igen Lösung
von Diethylparanitrophenylphosphat (Paraoxon) in Ethanol enthielt,
um die Esteraseaktivität
zu inhibieren. Die Röhrchen
wurden dann verschlossen und gevortext, dann bis zur Analyse bei –20°C aufbewahrt.
Die Proben wurden aufgetaut und mit 750 μl einer 0,1 %-igen Lösung von
Trifluoressigsäure
(TFA) in Acetonitril gemischt, zum gründlichen Mischen gevortext
und dann 15 Minuten bei 12.000 g zentrifugiert. Der Überstand
wurde zur Injektion in das HPLC-System gesammelt.
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Die
mobile HPLC-Phase bestand aus Acetonitril und Wasser, das 0,1 %
TFA und 400 mg/l Benzyltriethylammoniumchlorid (BTEAC) in den folgenden
Verhältnissen
enthielt, bei folgenden Fließgeschwindigkeiten: 85
% Acetonitril und 15 % Wasser bei 2,0 ml/min. Die Nachweiswellenlänge wurde
bei 242 nm eingestellt und das injizierte Volumen betrug 100 μl. Die HPLC-Peaks
wurden registriert und die integrierten Werte wurden unter Verwendung
der SIGMAPLOT-Software Version 4,0 für WINDOWS gegen die Zeit aufgetragen.
Die resultierenden Kurven wurden an eine exponentielle Zerfallsgleichung
erster Ordnung angepasst, aus der Hydrolyse-Halbwertszeiten berechnet
wurden. Das R-Isomer wies eine kürzere
Halbwertszeit (5 Stunden) auf als das S-Isomer (7,3 Stunden).
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Beispiel 3 – ATI-2042: Elektrophysiologische
Eigenschaften in änesthesierten
Ratten
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In
anästhesierten
Ratten gibt es einen deutlichen Unterschied der pharmakologischen
Aktivität
zwischen R-2042, S-2042 und dem Racemat R,S-2042. In 2 maßen wir
die antiarrhythmische Wirkung der Testverbindungen durch Messen
ihrer Fähigkeit,
die Bildung von Extrasystolen oder ventrikulären vorzeitigen Schlägen (VPB)
zu inhibieren, als den Ratten eine arrhythmogene Kombination von
Benzoldämpfen
und Adrenalin verabreicht wurde. Während S-2042 die Bildung von ventrikulären vorzeitigen
Schlägen über die
ganze Zeitspanne der Arzneistoffverabreichung (Zeitpunkt 0 bis 120
min) inhibierte und am Ende der Auswaschperiode (Zeit 180 min) immer
noch einen Teil seiner Aktivität
beibehielt, verliert R-2042 die Wirkung viel schneller (etwa zum
Zeitpunkt 100 min) und ist am Ende der Auswaschperiode vollständig inaktiv.
Das Racemat R,S-2042 ist sogar weniger aktiv als sowohl das R- als
auch das S-Isomer.
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3 zeigt
die Herzfrequenz, die plötzlich
von 320 Schlägen
pro Minute (bpm) auf zwischen 500 und 600 bpm zunimmt, wenn den
Ratten Adrenalin injiziert wird. Als ATI-2042 vom Zeitpunkt 0 bis
zum Zeitpunkt 120 Minuten verabreicht wurde, beobachteten wir einen
sehr guten Schutz gegen diese Tachyarrhythmie. Jedoch ist, wie in 2,
S-2042 potenter und länger
wirkend als R-2042, wobei die racemische Mischung R,S-2042 am wenigstens
potent und am kürzesten
wirksam ist. Der gleiche Trend wird in den 4, 5 und 6 beobachtet.
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In 4 sehen
wir die Auswirkungen von ATI-2042 auf das QT-Segment der EKG-Registrierung.
Dieses QT-Segment ist ein Maß der
Klasse-III-Eigenschaften (Kaliumkanal-Blockierung und Erhöhung der
Refraktärität) der Verbindungen.
Wieder zeigen R-2042, S-2042 und R,S-2042 drei verschiedene Aktivitätsprofile, wobei
S-2042 das potenteste und das am längsten wirkende ist. 5 zeigt
die Auswirkung auf das QRS-Segment der EKG-Registrierung, welche
die Klasse-I-Aktivität (Natriumkanal-Blockierung
und verringerte Erregungsleitungsfrequenz) misst. Hier wird wiederum
das vorherige Muster zwischen den einzelnen Isomeren und dem Racemat
beibehalten.
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Schließlich sehen
wir in 6 die Auswirkungen auf das PR-Segment der EKG-Registrierung, welches
die Klasse-IV-Aktivität
der Verbindungen (Calciumkanal-Blockierung
und verringerte AV-Erregungsleitung) misst. Wiederum sehen wir in
diesem Modell, dass S-2042 viel potenter ist als R-2042 und das
Racemat R,S-2042.
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Beispiel 4 – Isolierung/Herstellung der
R- und S-Enantiomere von ATI-2042
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2-Acetylbenzofuran
(2). Kaliumcarbonat (588 g, 4,25 Mol), Aceton (1.000 ml) und Salicylaldehyd
(504 g, 4,13 Mol) wurden in einen 5 Liter-Dreihalskolben eingeführt, der
mit einem mechanischen Rührer,
einem Zugabetrichter und einem Intensivrückflusskühler ausgestattet war. Chloraceton
(388 g, 4,19 Mol) wurde langsam über
eine Zeitspanne von 60 Minuten mit einer solchen Geschwindigkeit
dazugegeben, dass die Reaktionstemperatur niemals außer Kontrolle
geriet (ein sanfter Rückfluss
wurde nach 30 Minuten Chloraceton-Zugabe erzielt). Nachdem die Zugabe
beendet war, wurde weitere 120 Minuten ein sanfter Rückfluss
aufrechterhalten. Man ließ die
Reaktion auf Raumtemperatur abkühlen
und filtrierte sie in einen anderen 5 Liter-Kolben. Der Kaliumcarbonat-Kuchen
wurde mit Aceton (100 ml) gewaschen und das Lösungsmittel wurde verdampft.
Das Rohgewicht wog 602 g und wurde als solches im nächsten Schritt
verwendet. Das Produkt wurde durch Vakuumdestillation (S.p. 80°C/1 mm) gereinigt.
Das Reinprodukt verfestigte sich als weiße Nadeln, die bei 71–72°C schmolzen.
Anal. (C10H8O2) C,H: berechnet 74,99, 5,03; gefunden 74,95,
5,04.
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2-Benzofurylthioacetomorpholid
(3). 2-Acetylbenzofuran (488 g, 3,05 Mol), Schwefelpulver (98 g,
3,06 Mol) und Morpholin (285 g, 3,27 Mol) wurden in einen 3 Liter-Dreihalskolben
eingeführt,
der mit einem Rückflusskühler, einem
Thermometer und einem mechanischen Rührer ausgestattet war. Die
Mischung wurde 60 Minuten lang zum sanften Rückfluss (126–128°C) gebracht
und die Badtemperatur wurde um 10°C
erhöht
und insgesamt 8 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Die Reaktion
wurde auf 60°C
abgekühlt
und Methanol (400 ml) wurde dazugegeben. Das Produkt (491 g, 1,88
Mol, 62 % Ausbeute) fiel als schwarzer Festkörper aus, der durch Filtration
isoliert und direkt im nächsten
Schritt ohne weitere Identifizierung verwendet wurde.
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Benzofuran-2-essigsäure (4).
Das Thiomorpholid 3 (490 g, 1,88 Mol) wurde in 12 N HCl (1.000 ml)
und Essigsäure
(500 ml) gelöst.
Die Lösung
wurde 18 Stunden bei Rückflusstemperatur
gerührt.
Der Fortschritt der Reaktion wurde durch DSC auf Kieselgelplatten überwacht,
wobei man mit Methanol/Dichlormethan (5:95 Vol./Vol.) eluierte.
Das Lösungsmittel
wurde verdampft. Das Produkt wurde mit kalter 1 N HCl gerührt und
unter Saugen abfiltriert und der Filterkuchen wurde mehrere Male
mit 100 ml-Portionen 1 N HCl gewaschen und 2 Stunden an Luft getrocknet.
Die rohe Säure
wurde bei 40°C über Nacht
im Vakuum zu konstantem Gewicht getrocknet. Das Rohprodukt wog 308
g (1,74 Mol, 93 % Ausbeute). Eine analytische Probe wurde auf Kieselgel (CH2Cl2/MeOH 5:95) gereinigt,
was einen weißen
Festkörper
ergab, der bei 98,5–99,5°C schmolz.
Anal. (C10N8O3) C, H: berechnet 68,18, 4,58; gefunden
68,16, 4,57.
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Methylbenzofuran-2-acetat
(5). Benzofuran-2-essigsäure
4 (305 g, 1,73 Mol) wurde in Methanol (1.000 ml) und konzentrierter
Schwefelsäure
(20 ml) gelöst.
Die Mischung, die ursprünglich
eine Suspension war, wurde 120 Minuten am Rückfluss gerührt. Die Hälfte des Methanols wurde abdestilliert
und eine Mischung, die aus Wasser, KOH und Ethylacetat (2.000 ml/65
g/1.000 ml) bestand, wurde dazugegeben. Nach gutem Mischen ließ man die
organische Schicht sich abtrennen und sie wurde isoliert. Die wässrige Phase
wurde noch einmal mit Ethylacetat (500 ml) extrahiert und die vereinigten
organischen Extrakte wurden über
Natriumsulfat getrocknet, filtriert und eingedampft. Das Rohprodukt
war ein rötliches Öl, das 316
g wog und durch Flash-Vakuumdestillation bei 0,1 mm Hg (S.p. 80–90°C) gereinigt
wurde. Die Ausbeute an destilliertem Produkt, einem farblosen Öl, betrug
288 g (1,51 Mol, 86 %). Anal. (C11H10O3) C, H: berechnet
69,46, 5,30; gefunden 69,49, 5,36.
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Methyl-2-[3-(4-methoxybenzoyl)]benzofuranacetat
(6). Der destillierte Ester 5 (278 g, 1,46 Mol), para-Anisoylchlorid
(248,5 g, 1,46 Mol) und wasserfreies Dichlorethan (800 ml) wurden
in einen 3 Liter-Dreihalskolben gegeben, der mit einem Eisbad, einem
mechanischen Rührer,
einem Zugabetrichter und einem Thermometer ausgestattet war. Zinn(IV)-chlorid
(380 g, 1,46 Mol) wurde in mehreren Portionen dazugegeben und die
Mischung wurde 18 Stunden unter Stickstoff bei Raumtemperatur gerührt. Eine
weitere Portion Dichlormethan (1.200 ml) wurde dazugegeben und die
Lösung
wurde auf Eis gegossen. Die organische Phase wurde abgetrennt und
wieder mit Wasser, dann mit 3 %-iger Natriumbicarbonat-Lösung und
dann wieder mit Wasser gewaschen. Die organische Lösung wurde über Natriumsulfat
getrocknet, filtriert und das Lösungsmittel
wurde verdampft. Das Rohprodukt wurde 24 Stunden in Hexan gerührt, was
einen weißlichen
Festkörper
ergab, der durch Filtration isoliert und getrocknet wurde. Die Ausbeute
betrug 366 g (1,13 Mol, 77 %). Eine Probe (1 g) wurde durch Säulenchromatographie
auf Kieselgel gereinigt und aus Ethylacetat/Hexan kristallisiert.
Die analytische Probe wies einen Schmelzpunkt von 76,8–77,2°C auf. Anal.
(C19H16O5) C, H: berechnet 70,35, 4,98; gefunden
70,46, 5,01.
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2-[3-(4-Hydroxybenzoyl)]benzofuranessigsäure (7).
Ester 6 (360 g, 1,13 Mol), wasserfreies Acetonitril (2,5 l) und
wasserfreies Toluol (5 l) wurden in einen 20 l-Kolben eingeführt, der mit einem Intensivrückflusskühler, einem
mechanischen Rührer
und einem Stickstoffeinlass ausgestattet war. Dazu wurden unter
Rühren
Aluminiumiodid (1,5 kg, 3,67 Mol) in mehreren Portionen, dann Tetrabutylammoniumiodid
(10 g, katalytische Menge) gegeben. Die Mischung wurde dann 3 Stunden
unter Stickstoff am Rückfluss
gerührt
und man ließ die
Reaktion auf Raumtemperatur abkühlen.
Wasser (1.300 ml) wurde dann langsam dazugegeben, gefolgt von Ethylacetat
(2,5 l). Die Mischung wurde dann durch ein in-line-Filter gepumpt,
das Celite enthielt, die organische Phase wurde abgetrennt, über Natriumsulfat
getrocknet und eingedampft, was 285 g (0,96 Mol 85 %) eines dunklen
Festkörpers
ergab, der auf DSC (Kieselgel, Ethylacetat/Methanol 90:10) einen
Hauptfleck zeigte. Anal. (C17H12O5) C, H: berechnet 68,92, 4,08; gefunden
68,93, 4,10.
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2-[3-(3,5-Diiod-4-hydroxybenzoyl)]benzofuranessigsäure (8).
Zu Verbindung 7 (280 g, 0,96 Mol) in Wasser (5 l) wurden Kaliumcarbonat
(369 g, 2,88 Mol) und Iodperlen (487 g, 1,92 Mol) gegeben. Die Mischung wurde über Nacht
bei Raumtemperatur gerührt
und mit Ethylacetat (3 × 1.000
ml) gewaschen. Zu der wässrigen
Phase wurde dann ein weitere Portion Ethylacetat (2,5 l) und langsam
12 N HCl gegeben, bis der pH der wässrigen Phase etwa 2,0 betrug.
Die organische Phase wurde dann isoliert und über Natriumsulfat getrocknet.
Das meiste des Lösungsmittels
(80 %) wurde verdampft und der Kolben wurde auf zwischen 0 und 4°C abgekühlt und
4 Stunden bei dieser Temperatur gelassen. Das Produkt, ein gelbbrauner
Festkörper,
wurde durch Filtration isoliert und mit einer minimalen Menge an
kaltem Ethylacetat gewaschen, bis die Farbe hellgelb war. Mehr Produkt
konnte durch Eindampfen des Filtrats zur Trockne und Digerieren
des dunklen Rückstands mit
kalten Ethylacetat isoliert werden. Die Ausbeute betrug 431 g (0,79
Mol, 82 %). F.p. 174–176°C. Anal. (C17H10O5I2)
C, H, I: berechnet 37,26, 1,84, 46,41; gefunden 37,44, 1,95, 46,28.
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(R)-sek-Butyl-2-[3-(3,5-diiod-4-hydroxybenzoyl)benzofuranacetat
(9a). Verbindung 8 (8,2 g, 15 mMol) wurde in (R)-2-Butanol (50 ml)
gelöst.
Schwefelsäure
(0,5 ml) wurde dazugegeben, und die Mischung wurde 2 Stunden am
Rückfluss
gerührt.
Das Lösungsmittel
wurde verdampft und der Rückstand
wurde zwischen Ethylacetat (50 ml) und 10 %-iger Natriumbicarbonat-Lösung (100
ml) verteilt. Die organische Phase wurde über Natriumsulfat getrocknet.
Die Ausbeute betrug 7,76 g (13,8 mMol, 92 %) dickes Öl. Das Produkt
wurde durch Chromatographie auf Kieselgel (CH2Cl2/MeOH 98:2) gereinigt. Anal. (C21H18O5I2)
C, H, I: berechnet 41,75, 3,00, 42,01; gefunden 41,71, 3,02, 41,96.
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(S)-sek-Butyl-2-[3-(3,5-diiod-4-hydroxybenzoyl)]benzofuranacetat
(9b). Verbindung 8 (8,2 g, 15 mMol) wurde in (S)-2-Butanol (50 ml)
gelöst.
Schwefelsäure
(0,5 ml) wurde dazugegeben und die Mischung wurde 2 Stunden am Rückfluss
gerührt.
Das Lösungsmittel
wurde verdampft und der Rückstand
wurde zwischen Ethylacetat (50 ml) und 10 %-iger Natriumbicarbonat-Lösung (100
ml) verteilt. Die organische Phase wurde über Natriumsulfat getrocknet.
Die Ausbeute betrug 7,76 g (13,8 mMol, 92 %) dickes Öl. Das Produkt
wurde durch Chromatographie auf Kieselgel (CH2Cl2/MeOH 98:2) gereinigt. Anal. (C21H18O5I2)
C, H, I: berechnet 41,75, 3,00, 42,01; gefunden 41,77, 3,05, 41,89.
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(R)-sek-Butyl-2-[3-(3,5-diiod-4-(2-diethylaminoethyloxy)benzoyl)]benzofuranacetat
(10a). Verbindung 9a (6,9 g, 12,3 mMol) wurde in CH2Cl2 (50 ml) gelöst und wurde zu einer Lösung von
Diethylaminoethylchlorid, Hydrochlorid (2,55 g, 14,8 mMol), und
Benzyltriethylammoniumchlorid (0,28 g, 1,23 mMol) in Wasser (50
ml) gegeben. Das zweiphasige Medium wurde heftig gerührt und
eine 1 N NaOH-Lösung
(27 ml) wurde langsam dazugegeben. Nach weiterem 4-stündigem Rühren wurde
die organische Phase isoliert und über Natriumsulfat getrocknet.
Das Produkt wurde auf Kieselgel gereinigt (CH2Cl2/MeOH 98:2, dann 98:4). Die Ausbeute betrug
6,43 g (9,72 mMol, 79 %) eines dicken grünlichen Öls. Anal. (C27H31I2NO5)
C, H, N, I: berechnet 46,11, 4,44, 1,99, 36,09; gefunden 46,13,
4,42, 2,00, 36,12.
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(S)-sek-Butyl-2-[3-(3,5-diiod-4-(2-diethylaminoethyloxy)benzoyl)]benzofuranacetat
(10b). Verbindung 9b (6,9 g, 12,3 mMol) wurde in CH2Cl2 (50 ml) gelöst und wurde zu einer Lösung von
Diethylaminoethylchlorid, Hydrochlorid (2,55 g, 14,8 mMol), und
Benzyltriethylammoniumchlorid (0,28 g, 1,23 mMol) in Wasser (50
ml) gegeben. Das zweiphasige Medium wurde heftig gerührt und
eine 1 N NaOH-Lösung
(27 ml) wurde langsam dazugegeben. Nach weiterem 4-stündigem Rühren wurde
die organische Phase isoliert und über Natriumsulfat getrocknet.
Das Produkt wurde auf Kieselgel gereinigt (CH2Cl2/MeOH 98:2, dann 98:4). Die Ausbeute betrug
6,43 g (9,72 mMol, 79 %) eines dicken grünlichen Öls. Anal. (C27H31I2NO5)
C, H, N, I: berechnet 46,11, 4,44, 1,99, 36,09; gefunden 46,18,
4,46, 2,05, 36,19.
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Formulierung
als Sulfatsalz in Wasser. Zu Verbindung 10a (3,31 g, 5 mMol) wurden
Wasser (200 ml) und 1 N Schwefelsäure (5,0 ml) gegeben. Die Mischung
wurde gerührt,
bis eine klare Lösung
erhalten wurde. Die Lösung
wurde zweimal mit 50 ml-Portionen Methylenchlorid extrahiert. Die
Extrakte wurden über
Natriumsulfat getrocknet, filtriert und in einen genau ausgewogenen
Kolben verdampft, was ein gelbes Öl ergab. Das Produkt wurde
2 Stunden bei Raumtemperatur unter Vakuum getrocknet. Wasser (etwa
250 ml) wurde dann in dem Kolben gegeben, um eine 20 mMol/ml Lösung von
10a, Sulfatsalz, herzustellen. Alle Verbindungen in dieser Reihe
wurden auf ähnliche
Weise formuliert. Der pH der Lösungen
betrug typisch 4,8 bis 5,0. Verbindung 10b wurde auf ähnliche
Weise formuliert.