ES2284619T3 - Uso de derivados de isotiazol como inhibidores de la ureasa para el tratamiento de enfermedades gastrointestinales inducidas por helicobacter pylori. - Google Patents

Uso de derivados de isotiazol como inhibidores de la ureasa para el tratamiento de enfermedades gastrointestinales inducidas por helicobacter pylori. Download PDF

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Abstract

Uso de un derivado de isotiazol representado por la fórmula general (1): en donde R1 representa un átomo de hidrógeno o un grupo amino, R2 representa un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo de cadena corta, o un grupo acetilo, y X representa un átomo de carbono o un átomo de nitrógeno, como un ingrediente activo para la preparación de un medicamento para el tratamiento y prevención de enfermedades gastrointestinales causadas por ureasa que produce Helicobacter pylori.

Description

Uso de derivados del isotiazol como inhibidores de la ureasa para el tratamiento de enfermedades gastrointestinales inducidas por Helicobacter pylori.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un inhibidor nuevo de la ureasa y a un agente anti-Helicobacter pylori nuevo.
Antecedentes en la materia
Recientemente se ha puesto de manifiesto que la ureasa producida por Helicobacter pylori tiene una relación estrecha con el desarrollo de enfermedades gastrointestinales tales como la gastritis crónica y la úlcera gastroduodenal. Se considera que el mecanismo de lesión de la mucosa gástrica debido a la ureasa es el siguiente.
La urea secretada por el parietal gástrico es hidrolizada por la ureasa para producir amoniaco y dióxido de carbono. El amoniaco tiene un fuerte efecto nocivo sobre la mucosa, de ese modo causando un trastorno en el flujo sanguíneo de la mucosa gástrica, y también neutraliza el ácido gástrico, permitiendo de este modo la ocupación del estómago por Helicobacter pylori en un ambiente fuertemente ácido. En caso de que Helicobacter pylori se adhiera a la mucosa gástrica, las células epiteliales de la mucosa gástrica producen interleuquina-8 (IL-8) como un tipo de citoquina, mientras que IL-8 actúa sobre los neutrófilos, por lo tanto causando la emigración y activación de los neutrófilos. Los neutrófilos activados llevan a cabo fagocitosis y forman fagosomas y también provoca la producción de oxígeno activo y degranulación. El oxígeno activo producido causa por sí mismo lesiones en la mucosa e induce la producción de ácido hipocloroso a través de la acción del cloro y la mieloperoxidasa en el estómago, y también se convierte en monocloramina por medio del amoniaco, causando así lesiones celulares.
También se cree que el amoniaco disminuye el glutation reducido como un captador de oxígeno activo, de este modo aumentando la producción de oxígeno activo.
Una sustancia que tiene la acción de inhibir una actividad de la ureasa producida por Helicobacter pylori, esto es, un inhibidor de la actividad ureasa es efectivo para prevenir y tratar el desarrollo de enfermedades gastrointestinales tal como lesión de la mucosa gástrica, y tal inhibidor de la actividad ureasa ha atraído especial interés recientemente. Ejemplos de los mismos incluyen ácidos hidroxámicos tales como el ácido acetohidroxámico (A), ácido benzohidroxámico (B), ácido nicotinohidroxámico (C); disulfuros tales como 2,2'-dipiridil disulfuro, cisteína, y disulfiram, y fenoles tales como hidroquinona, p-nitrofenol y p-aminofenol.
Los ácidos hidroxámicos (A) a (C) mencionados anteriormente se describen en K. Kobayashi et al., Biochem. Biophys. Acta, 65, 380-383 (1962) y K. Kobayashi et al., Biochem. Biophys. Acta, 227, 429-441 (1971).
Los disulfuros se describen en R. Norris et al. Biochem. J. 159, 245-257 (1976) y Matthew J. Todd, Robert P. Hausinger, J. Biol. Chem. 266, 10260-10267 (1991).
Sin embargo, estos compuestos son todavía insuficientes en una acción inhibitoria de la actividad ureasa del Helicobacter pylori y es deseable estudiar y desarrollar nuevas sustancias que tengan una acción inhibitoria de la ureasa por la que se pueda sustituir los compuestos antes mencionados en este campo.
Un objeto de la presente invención es proporcionar una sustancia que tenga una acción inhibitoria de la actividad ureasa que se requiere en este campo.
Exposición de la invención
Los inventores de la presente invención han estudiado profundamente, hasta el momento, con el propósito de proporcionar una sustancia nueva activa inhibitoria de ureasa que reúna las condiciones de este campo y ha tenido éxito anteriormente en el desarrollo de una serie de derivados nuevos del ácido ditiobenzohidroxámico que alcanzan el objeto. Así, han completado la invención basado en este conocimiento y registrado la solicitud de patente (ver Solicitud de Patentes Japonesas no Examinadas Publicadas (Kokai) Tokkyo Koho Hei No. 316651/1998).
En el estudio subsiguiente, los inventores de la presente invención han descubierto que varios tipos de derivados de isotiazoles nuevos tienen una acción activa inhibitoria de ureasa excelente y una actividad anti-Helicobacter pylori excelente. De este modo han completado la presente invención basado en este conocimiento.
De acuerdo a la presente invención, se proporciona un inhibidor de ureasa que contiene, como un ingrediente activo, un derivado de isotiazol representado por la fórmula general (1):
1
en donde R^{1} representa un átomo de hidrógeno o un grupo amino, R^{2} representa un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo de cadena corta o un grupo acetilo y X representa un átomo de carbono o un átomo de nitrógeno.
También, de acuerdo a la presente invención, se proporciona un agente anti-Helicobacter pylori que contiene, como un ingrediente activo, un derivado de isotiazol representado por la misma fórmula general (1).
Además, de acuerdo con la presente invención, se proporcionan el inhibidor de la ureasa y el agente anti-Helicobac- ter pylori, en donde el ingrediente activo es al menos de un tipo seleccionado del grupo que consiste en
1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona,
isotiazol[5,4-b]piridin-3(2H)-ona,
5-amino-1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona,
N-metil-1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona y
N-acetil-1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona.
Breve descripción de las figuras
La Fig. 1 es un gráfico que muestra una actividad inhibitoria de ureasa del compuesto ingrediente activo de la presente invención determinado de acuerdo con el Ejemplo de Ensayo 1.
La Fig. 2 es un gráfico que muestra una actividad inhibitoria de ureasa del compuesto ingrediente activo de la presente invención determinado de acuerdo con el Ejemplo de Ensayo 1.
La Fig. 3 es un gráfico que muestra una actividad anti-Helicobacter pylori del compuesto ingrediente activo de la presente invención determinada de acuerdo con el Ejemplo de Ensayo 2.
Modo preferido de llevar a cabo la invención
Entre los compuestos representados por la fórmula general (1) utilizados como ingrediente activo del inhibidor de la ureasa y del agente anti-Helicobacter pylori de la presente invención (de ahora en adelante referido, algunas veces, simplemente como "droga de la presente invención") un compuesto en donde R^{1} y R^{2} representan un átomo de hidrógeno y X representa un átomo de carbono, esto es, 1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona (BIT) es un compuesto cuya actividad antimicrobiana es convencionalmente conocida. Recientemente se ha descubierto una actividad antipsicótica en un derivado que contiene un grupo carbonilo en la posición 3 de la misma (F. Zini et al., Arch. Pharm. (Weinheim), 331, 219-223 (1998); N.J. Hrib et al. J. Med. Chem., 15, 2308-2314 (1994); P.J. Collier et al., J. Appl. Bacteriol., 69, 567-577 (1990); J.P. Yevich et al., J. Med. Chem., 29, 359-369 (1986); R. Fisher et al. Arzeim Forsch., 14, 1301-1306 (1964)). Como método para preparar el derivado, por ejemplo, se conoce un método de McClelland et al., que comprende la síntesis del derivado a partir de ácido 2,2-ditiobenzoico a través de un cloruro de ácido (E.W. McClelland et al., J. Chem. Soc., 3311-3315 (1926); L. Katz et al., J. Org. Chem., 19, 103-114 (1954)).
Sin embargo, nunca se ha informado del hecho de que el compuesto tenga una actividad ureasa, y este hecho es el conocimiento que se ha descubierto recientemente por los inventores de la presente invención.
El compuesto representado por la fórmula general (1) como el ingrediente activo en la presente invención, incluyendo BIT, y el método para preparar el mismo se describirán en detalle posteriormente.
En la presente especificación, ejemplos de grupos alquilo de cadena corta representados por R^{2} en la fórmula general (1) incluyen un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, tal como grupo metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, ter-butilo, pentilo o hexilo.
Ejemplos del compuesto representado por la fórmula general (1), que es preferido como el ingrediente activo de la droga de la presente invención, incluyen (1) aquellos en donde R^{1} es un átomo de hidrógeno y (2) aquellos en donde X es un átomo de carbono. Ejemplos de otro compuesto preferido incluyen aquellos en donde R^{1} es un grupo amino, R^{2} es un átomo de hidrógeno y X un átomo de carbono y aquellos en donde ambos R^{1} y R^{2} son átomos de hidrógeno y X es un átomo de nitrógeno.
Ejemplos del compuesto, que es particularmente adecuado para uso médico, incluyen los siguientes compuestos:
1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona,
isotiazol[5,4-b]piridin-3(2H)-ona,
5-amino-1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona,
N-metil-1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona, y
N-acetil-1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona.
El compuesto utilizado como el ingrediente activo se puede preparar mediante el antes mencionado públicamente conocido método o su equivalente. Los inventores de la presente invención han descubierto un método mejorado que sirve para obtener el compuesto objetivo con mayor rendimiento y menos productos de reacción secundarios comparado en el antes mencionado públicamente conocido método.
Este método mejorado se describirá en detalle posteriormente, con respecto al tipo de sustituyentes R^{2} en el compuesto representado por la fórmula general (1).
El compuesto de la fórmula general (1) en donde R^{2} es un átomo de hidrógeno se puede preparar mediante el siguiente método por medio de una azida ácida.
Aunque la azida ácida se ha usado de manera tradicional para sintetizar una amina, una amida y un tioéster, estas reacciones de síntesis van acompañadas de la transposición de Curtius, o utilizan la azida como un grupo de eliminación (E. Jabri et al., J. Mol. Biol., 227, 934-937 (1992)). Sin embargo, los inventores de la presente invención han alcanzado un método de obtener un compuesto deseado que se ha ciclado con la eliminación de un átomo de nitrógeno mediante la generación de tiosalicilato de azida en condiciones de temperatura baja y dirigiendo un ataque de un átomo de azufre contra un nitrógeno de la azida sin provocar la transposición de Curtius.
De acuerdo al método, ante todo, un compuesto de la fórmula general (1) en donde R^{1}=R^{2}=H y X=C se puede preparar de la siguiente manera. Es decir, el conocido públicamente ácido tiosalicíclico como material de partida reacciona con la difenilfosforilazida (DPPA) en piridina en presencia de trietilamina para obtener una azida ácida como intermediario, y después la azida ácida se somete a la reacción de ciclación a temperatura ambiente.
En la reacción, llevada a cabo de manera tradicional se pueden usar varias bases en lugar de la trietilamina. Ejemplos de las mismas incluyen bases inorgánicas, por ejemplo trialquilaminas tales como trietilamina o tributilamina; bases orgánicas tal como piridina, picolina, 1,5-diazabiciclo[4.3.0]noneno-5, 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano, o 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undeceno-7; hidróxidos de metales alcalinos tal como el hidróxido sódico o el hidróxido potásico; carbonato de metal alcalino, como el carbonato sódico o el carbonato potásico; y un hidrogenocarbonato de metal alcalino, como el hidrogenocarbonato de sodio o el hidrogenocarbonato de potasio. Es adecuado que estas bases se usen en una cantidad dentro de intervalo entre alrededor de 1 y 100 moles, y preferiblemente entre alrededor de 1 y 20 moles, por mol de compuesto del material de partida.
También pueden utilizarse otros solventes apropiados en lugar de piridina. Ejemplos de los mismos incluyen solventes hidrocarburos tales como el benceno o el hexano; solventes éter tales como el dietiléter o el tetrahidrofurano; y solventes halógenos tales como el cloroformo o cloruro de metileno.
La DPPA utilizada en el método mencionado anteriormente se puede reemplazar por alguna otra azida tal como NaN_{3} o H_{4}N_{2}. Cuando se usa NaN_{3}, el ácido carboxílico como materia prima se sustituye preferiblemente por un haluro de ácido del mismo, normalmente un cloruro de ácido. Cuando se usa H_{4}N_{2}, el ácido carboxílico como materia prima se sustituye por ésteres del mismo y, después de la reacción la azida ácida deseada se puede obtener mediante reacción con ácido nitroso.
En la reacción, la cantidad de azida tal como DPPA o similar se selecciona normalmente dentro de un intervalo desde alrededor de 1 hasta 10 moles, y preferiblemente desde alrededor de 1 hasta 2 moles, por mol del compuesto de material de partida.
La temperatura de reacción de la reacción se selecciona normalmente en un intervalo desde alrededor de -10 hasta 10ºC, y preferiblemente desde alrededor de -5 hasta 5ºC, y la reacción se completa normalmente en un intervalo desde alrededor de 1 a 3 horas.
La reacción de ciclación posterior de la azida ácida se puede llevar a cabo solo devolviendo la temperatura del sistema de reacción a temperatura ambiente sin aislar y purificar la azida ácida del sistema de reacción.
Segundo, cuando se utiliza ácido 2-mercaptonicotínico como material de partida, se puede preparar un compuesto de la fórmula general (1) en donde R^{1}=R^{2}=H y X=N de la misma manera que se ha descrito anteriormente.
Tercero, cuando se usa ácido 4-mercaptoisoftálico (y el correspondiente derivado de piridina) como material de partida, se puede preparar el compuesto deseado de la fórmula general (1) en donde R^{1}=NH_{2} y R^{2}=H. Es decir, sólo uno de los dos grupos carboxilos del compuesto del material de partida se cicla selectivamente.
Después de la terminación de la reacción de ciclación, la azida ácida residual del compuesto resultante se somete a la reacción de transposición de Curtius mediante calentamiento en condiciones acidificadas con ácido clorhídrico y después se somete a la reacción de hidrólisis, haciendo así posible obtener el compuesto 5-amino deseado. Más en particular, esta reacción de transposición de Curtius se lleva a cabo calentando la azida ácida resultante en el solvente adecuado, por ejemplo, un solvente hidrocarburo como benceno o hexano, un solvente éter como dietiléter o tetrahidrofurano o un solvente halógeno como cloroformo o cloruro de metileno, y un solvente que contiene nitrógeno como piridina a una temperatura en un intervalo desde alrededor de 40 a 200ºC durante alrededor de 1 a 24 horas.
La reacción de hidrólisis posterior se puede llevar a cabo en una solución acuosa de un ácido como el ácido clorhídrico o el ácido sulfúrico o en una solución acuosa de un álcali tal como hidróxido sódico, hidróxido potásico o hidróxido de litio a una temperatura dentro de un intervalo desde alrededor de 0 a 100ºC durante 1 a 24 horas de acuerdo con un método corriente.
En el tercer método, el ácido 4-mercaptoisoftálico, que se usa como uno de los materiales de partida, se puede preparar a partir del correspondiente compuesto 4-bromo de la siguiente manera.
Esto es, el compuesto 4-bromo se convierte en un éster de alquilo utilizando alcoholes como el alcohol etílico capaces de formar un éster de alquilo adecuado, y después el éster de alquilo reacciona con sulfuro sódico, reemplazando de este modo el grupo bromo con un grupo mercapto.
Este reacción se completa calentando en un solvente adecuado (por ejemplo, solvente hidrocarburo como benceno o hexano; solvente éter como dietiléter o tetrahidrofurano; solvente halógeno como cloroformo o cloruro de metileno; o solvente que contiene nitrógeno como piridina) a un temperatura dentro de un intervalo desde alrededor de 50 a 200ºC, y preferiblemente desde alrededor de 80 a 150ºC durante alrededor de 1 a 24 horas utilizando NaSH, KSH, LiSH o SH gaseoso en una cantidad dentro de un intervalo desde alrededor de 1 a 100 moles, y preferiblemente desde alrededor de 1 a 20 moles, por mol de compuesto inicial.
El ácido 4-mercaptoisoftálico deseado se puede preparar hidrolizando el compuesto éster de 4-mercaptoalquilo así obtenido. Esta hidrólisis se puede llevar a cabo en las mismas condiciones que en el caso de la reacción de hidrólisis anteriormente mencionada.
Entre los compuestos representados por la fórmula general (1) como el ingrediente activo de la presente invención, un compuesto en donde R^{2} excluye un átomo de hidrógeno se puede preparar de la siguiente manera utilizando, como materia prima, un compuesto en donde R^{2} es un átomo de hidrógeno como un ingrediente activo de la presente invención obtenido por el método antes mencionado por vía de la azida ácida.
Por ejemplo, un compuesto en donde R^{2} es un grupo alquilo se puede preparar mediante reacción de un compuesto inicial con dialquilos de ácido sulfúrico. Ejemplos de dialquilos de ácido sulfúrico incluyen los correspondientes dialquilos de ácido sulfúrico como dimetilo de ácido sulfúrico o dietilo de ácido sulfúrico. Estos dialquilos de ácido sulfúrico se utilizan en una cantidad dentro de un intervalo desde alrededor de 1 a 20 moles, y preferiblemente desde alrededor de 1 a 10 moles, por mol de compuesto inicial. La reacción se lleva a cabo en un solvente adecuado, por ejemplo, una solución acuosa de un álcali tal como una solución acuosa al 10% de hidróxido sódico, una solución acuosa de hidróxido potásico o una solución acuosa de hidróxido de litio, o en ausencia de un solvente a una temperatura dentro de un rango desde alrededor de 0 hasta 100ºC, y preferiblemente desde alrededor de 0 hasta 40ºC, durante alrededor de 1 a 24 horas.
También se puede preparar un compuesto en donde R^{2} es un grupo acetilo mediante reacción de un compuesto inicial con anhídrido acético. Esta reacción normalmente se lleva a cabo en un solvente adecuado como piridina, o en ausencia de solvente a una temperatura dentro de un intervalo desde alrededor de 0 a 100ºC, y preferiblemente desde 0 a 40ºC, durante alrededor de 1 a 24 horas utilizando un anhídrido acético en una cantidad dentro de un intervalo desde alrededor de 1 a 20 moles, y preferiblemente de desde alrededor de 1 a 10 moles, por mol de compuesto inicial.
El compuesto objetivo obtenido mediante las respectivas reacciones descritas anteriormente se puede aislar y purificar del sistema de reacción por métodos convencionales. Ejemplos de los métodos para aislar y purificar incluyen cromatografía de adsorción, recristalización y extracción con solventes.
El inhibidor de la ureasa y el agente anti-Helicobacter pylori de la presente invención se producen en la forma de una preparación farmacéutica general utilizando el derivado del isotiazol obtenido como se ha descrito anteriormente o un aducto de su ácido con una sal, como un ingrediente activo, y un soporte convencional adecuado para la preparación.
El aducto de ácido y sal se puede preparar utilizando un ácido adecuado utilizado comúnmente en la formación de una sal, por ejemplo, un ácido inorgánico como el ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico o ácido bromhídrico, y un ácido orgánico como ácido oxálico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido málico, ácido tartárico, ácido cítrico o ácido benzoico de acuerdo a un método corriente.
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Los soportes para la preparación incluyen diluyentes comúnmente utilizados o excipientes como rellenos, extensores, atadores, humectantes, disgregantes, agentes tensoactivos y lubricantes.
La forma de la preparación farmacéutica se puede seleccionar de entre varias formas de acuerdo con el propósito terapéutico, y ejemplos típicos de los mismos incluyen comprimidos, píldoras, polvos, preparaciones líquidas, suspensiones, emulsiones, gránulos y cápsulas.
Cuando se hacen en la forma de comprimidos, se pueden utilizar como soportes, excipientes tales como lactosa, sacarosa, cloruro sódico, glucosa, urea, almidón, carbonato cálcico, caolín, celulosa cristalina, y ácido silícico; atadores tales como agua, etanol, propanol, sirope simple, solución de glucosa, solución de almidón, solución de gelatina, carboximetilcelulosa, goma laca, metilcelulosa, fosfato cálcico, y polivinil pirrolidona; disgregantes tales como almidón seco, alginato sódico, polvo de agar, polvo de laminaria, hidrogenocarbonato de sodio, carbonato cálcico, ésteres de ácidos grasos y polioxietileno sorbitano, lauril sulfato sódico, estearato monoglicérido, almidón y lactosa; inhibidores de disgregación tales como sacarosa, estearina, manteca de cacao y aceite hidrogenado; aceleradores de la absorción tales como bases de amonio cuaternario y lauril sulfato sódico; humectantes tales como glicerina y almidón; adsorbentes tales como almidón, lactosa, caolín, bentonita, y ácido silícico coloidal; y lubricantes tales como talco purificado, estearato, ácido bórico en polvo y polietilenglicol.
Además, los comprimidos pueden tomar opcionalmente la forma de comprimidos recubiertos normales, por ejemplo, comprimidos recubiertos de azúcar, comprimidos recubiertos de gelatina, comprimidos recubiertos entéricos, comprimidos recubiertos de una película, comprimidos de dos capas, y comprimidos multicapa.
Cuando se hacen en la forma de píldoras, se pueden usar como soportes, por ejemplo, excipientes como glucosa, lactosa, almidón, manteca de cacao, aceite vegetal saturado, caolín y talco; atadores como goma arábiga en polvo, goma de tragacanto en polvo, gelatina y etanol; y disgregantes como laminaria y agar.
Las cápsulas se pueden preparar mezclando varios soportes como se ha descrito anteriormente con el derivado de la fórmula general (1) o su sal farmacéuticamente aceptable y rellenando una cápsula de gelatina dura o una cápsula de gelatina blanda con la mezcla.
Si es necesario también se pueden incorporar a la droga de la presente invención, colorantes, conservantes, aromas, sabores, edulcorantes, y otros productos farmacéuticos.
La cantidad de ingrediente activo que se incorpora a la preparación farmacéutica de la presente invención no está específicamente limitada y se selecciona convenientemente de un amplio intervalo. La cantidad puede estar normalmente dentro de un intervalo desde alrededor del 1 al 70% en peso basado en la cantidad total de la preparación farmacéutica.
La dosis de la preparación farmacéutica de la presente invención no está específicamente limitada y se selecciona convenientemente de acuerdo a la edad, sexo, y otras condiciones del paciente, estado de la enfermedad, y la forma de las diversas preparaciones. Se prefiere que la preparación farmacéutica se administre oralmente.
La dosis en seres humanos de la preparación farmacéutica de la presente invención se selecciona convenientemente de acuerdo a la edad, peso corporal, síntomas, efecto terapéutico, vía de administración y tiempo de tratamiento, pero la preparación farmacéutica se administra preferiblemente una vez o dividida de dos a varias veces al día con una dosis diaria dentro de un intervalo desde alrededor de 0.1 a 100 mg/kg en adultos.
La preparación farmacéutica de la presente invención se puede administrar sola o en combinación con otros compuestos como ingredientes farmacológicamente activos y productos farmacéuticos que contienen el mismo, por ejemplo, antibióticos como amoxicilina y claritromicina; agentes anti-protozoo del grupo de los nitronidazoles como el metronidazol y el tinidazol; drogas anti-úlcera como preparaciones de bismuto, sofalcone y plaunotol; inhibidores de la bomba de protones como asomeprazol y lansoprazol. Con arreglo a tal administración combinada, algunas veces ha sido posible erradicar Helicobacter pylori con una alta probabilidad y alcanzar más fácilmente una recuperación completa de las enfermedades gastrointestinales causadas, tales como gastritis crónica y úlcera gastroduodenal.
Ejemplos
Para ilustrar la presente invención en detalle, se describen Ejemplos de Preparación de los compuestos de la presente invención como Ejemplos de Referencia y después se describen Ejemplos de Ensayo de los compuestos.
Ejemplo de Referencia 1
Preparación de 1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona
[Compuesto de la fórmula general (1) en donde R^{1}=R^{2}=H y X=C, de ahora en adelante referido como "compuesto (3)"].
Se añadió gota a gota una solución de ácido tiosalicíclico (3.1 g, 20 mmol) en piridina (40 ml) a una solución de difenilfosforilazida (DPPA) (4.5 ml, 20 mmol) en trietilamina (20 ml) a 0ºC durante 30 minutos.
\global\parskip1.000000\baselineskip
La mezcla se agitó a temperatura ambiente durante 6 horas, seguida de extracción con cloroformo. El extracto se lavó con agua y se secó sobre sulfato de magnesio anhidro. Tras la destilación, el residuo se purificó por cromatografía en columna de gel de sílice (acetato de etilo:hexano = 1:3) y se recristalizó del cloroformo para obtener 2.45 g del compuesto objetivo (rendimiento: 81%).
Punto de fusión: 142-144ºC
^{1}H-RMN (300MHz, DMSO-d_{6}) \delta: 7.44 (1H, dt, J=7.8, 0.9Hz), 7.64 (1H, dt, J=7.8, 0.9Hz), 7.89 (1H, dd, J=7.8, 0.9Hz), 7.99 (1H, dd, J=7.8, 0.9Hz), 11.51 (1H, b)
^{13}C-RMN (75MHz, DMSO-d_{6}) \delta: 121.8, 124.4, 125.0, 125.1, 130.4, 147.7, 165.1
FT-IR(KBr) cm^{-1}: 606, 743, 1316, 1443, 1639, 2688, 2920, 3058
FAB-MS (m/z): 152 (M+H)^{+}
Análisis elemental (%)
Calculado para C_{7}H_{5}NOS: C, 55.61; H, 3.33; N, 9.26
Obtenido: C, 55.37; H, 3.37; N, 9.25
Ejemplo de Referencia 2
Preparación de 5-amino-1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona
[Compuesto de la fórmula general (1) en donde R^{1}=NH_{2}, R^{2}=H y X=C, de ahora en adelante referido como "compuesto (10)"].
(1) Preparación del ácido 4-mercaptoisoftálico
Se disolvió el ácido 4-bromoisoftálico (10.0 g, 40.8 mmol) en ácido sulfúrico concentrado (10 ml) y alcohol etílico anhidro (100 ml). La mezcla se sometió a reflujo con ebullición durante un día, se enfrió a temperatura ambiente y se neutralizó con hidrogenocarbonato de sodio saturado, seguido de una extracción con cloroformo. El extracto se lavó con agua y se secó sobre sulfato de magnesio anhidro. Tras la destilación, el residuo se disolvió en alcohol etílico (100 ml) y se añadió hidrosulfuro sódico al 70% (10 g, 0.13 mol).
La mezcla de reacción se sometió a reflujo con ebullición durante 2 horas y se acidificó con ácido clorhídrico al 50%, seguido por una extracción con éter dietílico. El extracto se lavó con agua y se secó sobre sulfato de magnesio anhidro, seguido de destilación. El residuo se purificó mediante cromatografía en columna de gel de sílice (acetato de etilo:hexano = 1:20) y se recristalizó del hexano para obtener 6.1 g de éster dietílico del ácido 4-mercaptoisoftálico (58.8%).
El mismo compuesto (10.0 g, 39.3 mmol) se añadió a una solución acuosa al 40% de hidróxido sódico (100 ml) y la mezcla se sometió a reflujo con ebullición durante 12 horas. Tras enfriar, se añadió ácido clorhídrico al 50% a 0ºC, para de este modo producir un precipitado. El precipitado resultante se separó por filtración y se lavó con agua. El precipitado se recogió y se recristalizó de alcohol metílico para obtener 7.61 g del compuesto titulado (rendimiento: 97.7%).
Punto de fusión: 280ºC o más
^{1}H-RMN (300MHz, DMSO-d_{6}) \delta: 3.17 (1H, s), 7.64 (1H, d, J=8.4Hz), 7.86 (1H, dd, J=8.4, 1.8Hz), 8.47 (1H, d, J=1.8Hz)
^{13}C-RMN (75MHz, DMSO-d_{6}) \delta: 126.8, 127.0, 131.8, 132.6, 146.1, 166.9, 167.5
FT-IR(KBr) cm^{-1}: 671, 761, 1256, 1305, 1412, 1598, 1683, 2545, 2641, 2830
FAB-MS (m/z): 199 (M+H)^{+}
Análisis elemental (%)
Calculado para C_{8}H_{6}O_{4}S: C, 48.48; H, 3.05
Obtenido: C, 48.03; H, 3.08
(2) Preparación de 5-amino-1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona (compuesto (10))
Se añadió gota a gota una solución del compuesto (2.0 g, 10 mmol) obtenido en el apartado (1) en piridina (20 ml) a una solución de difenilfosforilazida (DPPA) (4.5 ml, 20 mmol) en trietilamina (10 ml) a 0ºC durante 30 minutos.
La mezcla se agitó a temperatura ambiente durante 12 horas y se añadió gradualmente la mezcla de reacción en ácido clorhídrico al 30% (50 ml). La mezcla se sometió a reflujo con ebullición durante 6 horas y se neutralizó con hidrogenocarbonato de sodio saturado, y después el producto crudo se destiló y se disolvió en alcohol metílico. La solución resultante se adsorbió en alúmina activa ácida para cromatografía. Primero, se eluyeron y se retiraron las impurezas con alcohol metílico y después se eluyó con una solución mezclada de de amoniaco concentrado al 20% en agua-alcohol metílico (1:4) para obtener un compuesto objetivo puro, que se cristalizó del alcohol metílico (1.24 g, rendimiento: 75%).
Punto de fusión: 230-233ºC
^{1}H-RMN (300MHz, DMSO-d_{6}) \delta: 5.36 (1H, s), 6.96 (1H, dd, J=8.5, 1.9Hz), 6.98 (1H, d, J=1.9Hz), 7.55 (1H, d, J=8.5Hz), 10.94 (1H, br)
^{13}C-RMN (75MHz, DMSO-d_{6}) \delta: 164.5, 146.4, 125.36, 121.1, 119.4, 105.9
FT-IR(KBr) cm^{-1}: 611, 759, 1270, 1315, 1477, 1618, 2678, 2924, 2924, 3330, 3432
FAB-MS (m/z): 16753 (M+H)^{+}
Análisis elemental (%)
Calculado para C_{7}H_{6}N_{2}OS: C, 50.59; H, 3.64; N: 16.86
Obtenido: C, 50.80; H, 3.73; N: 16.79
Ejemplo de Referencia 3
Preparación de isotiazol[5,4-b]-piridin-3(2H)-ona
[Compuesto de la fórmula general (1) en donde R^{1}=R^{2}=H y X=N, de ahora en adelante referido como "compuesto (11)"].
Se añadió gota a gota una solución de ácido 2-mercaptonicotínico (3.1 g, 20 mmol) en piridina (40 ml) a una solución de difenilfosforilazida (DPPA) (4.5 g, 20 mmol) en trietilamina a 0ºC durante 30 minutos.
La mezcla se agitó a temperatura ambiente durante 4 horas y la mezcla de reacción se destiló y se adsorbió sobre una alúmina activa ácida para cromatografía. Primero, se eluyeron y retiraron las impurezas con alcohol metílico y después se eluyó con ácido acético al 10%-alcohol metílico para obtener un compuesto objetivo puro, que se cristalizó del alcohol metílico (2.64 g, rendimiento: 87%).
Punto de fusión: 235-237ºC
^{1}H-RMN (300MHz, DMSO-d_{6}) \delta: 7.51 (1H, d, J=4.8Hz), 7.53 (1H, d, J=5.1Hz), 8.33 (1H, dd, J=5.1, 1.5Hz), 8.83 (1H, dd, J=4.8, 1.5Hz), 11.93 (1H, b)
^{13}C-RMN (75MHz, DMSO-d_{6}) \delta: 118.9, 120.8, 133.5, 153.0, 163.4
FT-IR(KBr) cm^{-1}: 606, 753, 1387, 1461, 1674, 2696, 2911, 3032
FAB-MS (m/z): 153 (M+H)^{+}
Análisis elemental (%)
Calculado para C_{6}H_{4}N_{2}OS: C, 47.36; H, 2.65; N: 18.41
Obtenido: C, 47.26; H, 2.68; N: 18.11
Ejemplo de Referencia 4
Preparación de N-metil-1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona
[Compuesto de la fórmula general (1) en donde R^{1}=H, R^{2}=grupo metilo y X=S, de ahora en adelante referido como "compuesto (12)"].
Se añadió gota a gota una solución de 1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona (0.5 g, 3.3 mmol) en hidróxido sódico acuoso al 10% (20 ml) a ácido dimetilsulfúrico (2 ml, 21 mmol). La mezcla se sometió a reflujo con ebullición durante toda la noche, seguida de extracción con cloroformo. El extracto se lavó con ácido clorhídrico al 10%, se secó sobre sulfato de magnesio anhidro y después se destiló. El residuo se recristalizó de acetato de etilo para obtener 0.47 g del compuesto objetivo (rendimiento: 86%).
Punto de fusión: 43-46ºC
^{1}H-RMN (300MHz, CDCl_{3}-d_{6}) \delta: 3.45 (3H, s), 7.41 (1H, dt, J=8.2, 1.4Hz), 7.52-7.64 (2H, m), 8.04 (1H, dt, J=8.0, 0.5Hz)
^{13}C-RMN (75MHz, CDCl_{3}-d_{6}) \delta: 30.4, 120.3, 124.5, 125.5, 126.7, 131.8, 140.0, 165.6
FT-IR(KBr) cm^{-1}: 670, 745, 1341, 1447, 1638, 3449
FAB-MS (m/z): 166 (M+H)^{+}
Análisis elemental (%)
Calculado para C_{8}H_{7}NOS: C, 58.16; H, 4.27; N: 8.48
Obtenido: C, 57.48; H, 4.26; N: 8.38
Ejemplo de Referencia 5
Preparación de N-acetil-1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona
[Compuesto de la fórmula general (1) en donde R^{1}=H, R^{2}=grupo acetilo y X=S, de ahora en adelante referido como "compuesto (13)"].
Se añadió gota a gota una solución de 1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona (1 g, 6.6 mmol) en piridina (20 ml) a anhídrido acético (10 ml). La mezcla se agitó a temperatura ambiente durante toda la noche, seguida por extracción con cloroformo. El extracto se lavó con hidrogenocarbonato de sodio saturado, se secó sobre sulfato de magnesio anhidro y después se destiló. El residuo se purificó mediante cromatografía en columna de gel de sílice (acetato de etilo:hexano = 1:10) y se recristalizó de acetato de etilo para obtener 1.2 g del compuesto objetivo (rendimiento: 94%).
Punto de fusión: 135-137ºC
^{1}H-RMN (300MHz, CDCl_{3}-d_{6}) \delta: 2.79 (3H, s), 7.41 (1H, ddd, J=8.0, 7.1, 0.8Hz), 7.53 (1H, dt, J=8.0, 0.8Hz), 7.71 (1H, ddd, J=8.0, 7.1, 1.4Hz), 8.03 (1H, ddd, J=8.0, 1.4, 0.8Hz)
^{13}C-RMN (75MHz, CDCl_{3}-d_{6}) \delta: 24.9, 120.6, 125.4, 125.9, 127.9, 134.5, 141.0, 163.4, 170.1
FT-IR(KBr) cm^{-1}: 604, 737, 1368, 1451, 1687, 2931, 3009, 3064
EI-MS (m/z) (rel. int. %): 193 (M^{+}, 16), 151(100), 123(5), 96(4)
Análisis elemental (%)
Calculado para C_{9}H_{7}NO_{2}S: C, 55.95; H, 3.65; N: 7.25
Obtenido: C, 55.92; H, 3.66; N: 7.20
Ejemplo de Ensayo 1
Ensayo de inhibición de la actividad ureasa
Utilizando el compuesto como un ingrediente activo de la presente invención como el compuesto a ensayar (muestra de inhibidor de ureasa), se llevó a cabo el siguiente ensayo inhibitorio de la actividad ureasa.
Utilizando ^{13}C-urea como sustrato, la cantidad de urea, que se elimina debido a la reacción de la enzima ureasa, se midió en un intervalo de tiempo por medio de ^{13}C-RMN. En base a la velocidad de eliminación (M/sec) de ^{13}C-urea en ausencia de la muestra de inhibidor de ureasa, se calculó como IC_{50} de la muestra el caso donde la velocidad de eliminación de urea en presencia de la muestra se reduce a la mitad.
Aparato de ^{13}C-RMN y condiciones de medida
Aparato: GEMINI300 (75MHz) producido por Varian Co.
\global\parskip0.950000\baselineskip
Tiempo de adquisición: 1.0 segundos
Tiempo de decaimiento del pulso: 0.5 segundos
Número de barridos: 8-30 veces
Temperatura de la sonda: 20ºC
Anchura de banda del espectro: 18102.9 Hz
Punto de datos: 36192 pulsos
Ángulo: 27º
Preparación de la muestra
En un tubo de RMN que tiene un diámetro de 5 mm, se añadió la ureasa de Helicobacter pylori (producida por OTSUKA PHARMACEUTICAL CO., 1.6 unidades) disuelta en un solvente (pH7) mezcla de 400 \mul de tampón fosfato (pH7) y 100 \mul de DMSO y se añadió cada compuesto a ensayar (muestra de inhibidor de ureasa) disuelto en 100 \mul de etanol, seguido por incubación a 20ºC durante 30 minutos y posterior incubación en un baño de hielo durante 10 minutos.
Se añadió la ^{13}C-urea (producida por Mass Trace Inc. (99% atómico de ^{13}C), 1 mg) disuelta por separado en 100 \mul de la misma mezcla de solvente enfriado a 0ºC al tubo de RMN, seguida por una agitación rápida para preparar la muestra en donde la cantidad de solvente de reacción es de 600 \mul. Como control se utilizó una muestra sin compuesto a ensayar.
Procedimiento de medida
Cada muestra se introdujo en una sonda y la reacción enzimática se llevó a cabo a la temperatura de reacción (temperatura de la sonda) de 20ºC y se tomaron medidas cada 20 segundos después de haber transcurrido entre 1 y 4 minutos tras el inicio de la reacción, mientras que se tomaron medidas cada minuto después de que hubieran transcurrido 4 minutos ó más, utilizando un aparato de ^{13}C-RMN. Por lo tanto, se determinó una velocidad de eliminación (M/sec) de una señal (165 ppm) utilizando ^{13}C-urea como sustrato.
Resultados
Se llevó a cabo un ensayo, utilizando el compuesto (BIT) preparado en el Ejemplo de Referencia 1 como compuesto a ensayar. Como resultado, el IC_{50} de BIT fue de 5.5 x 10^{-5} M.
El mismo ensayo se repitió, excepto que se utilizó una ureasa disponible comercialmente de haba criolla en lugar de la ureasa de Helicobacter pylori. Como resultado, el IC_{50} de BIT fue de 13.2 x 10^{-5} M.
Estos valores son equivalentes a aquellos de los ácidos hidroxámicos conocidos convencionalmente como inhibidores típicos de la ureasa (K. Kyoichi et al., Biochim. Biophys. Acta, 65, 380-383 (1962); K. Kyoichi et al., ibid. 227, 429-441 (1971); S. Odake et al., Biol. Pharm. Bull., 17, 1329-1332 (1994)) y este hecho muestra que BIT tiene una potente actividad inhibitoria de la ureasa.
Utilizando los compuestos respectivos obtenidos en los Ejemplos de Referencia 2 a 5 como el compuesto a ensayar, se repitió el mismo ensayo (utilizando la ureasa del haba criolla) y se determinó el IC_{50} para cada uno de los compuestos a ensayar, calculando así el valor de la actividad inhibitoria de la ureasa relativo a un estándar (1) para el mismo valor de BIT. Los resultados se muestran en la Fig. 1.
En la Fig. 1, las ordenadas muestran la actividad inhibitoria de ureasa de los respectivos compuestos a ensayar (compuestos obtenidos en los Ejemplos de Referencia 2 a 5) respecto al valor 1 para la actividad inhibitoria de la ureasa del compuesto (BIT) obtenido en el Ejemplo de Referencia 1, mientras que la abscisa muestra los respectivos compuestos a ensayar.
Además, el mismo ensayo se repitió, excepto que el pH del sistema de reacción se ajustó a 6 (se utilizó como tampón (pH6) una solución mezcla de 350 \mul de una solución preparada disolviendo NaH_{2}PO_{4}.2H_{2}O (1.04 g) en agua destilada hasta 50 ml, 150 \mul de una solución preparada disolviendo Na_{2}HPO_{4}.12H_{2}O (2.39 g) en agua destilada hasta 50 ml, 100 \mul de una solución preparada disolviendo NaH_{2}PO_{4}.2H_{2}O (1.04 g) y H_{3}PO_{4} (100 \mul) en agua destilada hasta 50 ml y 100 \mul de DMSO). Los resultados se muestran en la Fig. 2 (con respecto a los compuestos obtenidos en los Ejemplos de Referencia 2 y 3).
Como es evidente de la Fig. 1 y la Fig. 2, cualquiera de los compuestos como ingrediente activo de la presente invención preparado en los Ejemplos de Referencia 2 a 5 tiene una actividad inhibitoria de la ureasa excelente similar al mismo compuesto como ingrediente activo preparado en el Ejemplo de Referencia 1.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Ejemplo de Ensayo 2
Ensayo de actividad anti-Helicobacter pylori
Se llevo a cabo un ensayo de la actividad anti-Helicobacter pylori del compuesto como un ingrediente activo de la presente invención mediante el procedimiento siguiente utilizando un método de dilución.
(1) Preparación de una solución de Helicobacter pylori
Se inocularon cepas de Helicobacter pylori ATCC 43504 en un medio en placa petri (agar para Brucella (BECTON DIKINSON), que contiene SFB al 7%) y después se cultivaron en un medio de cultivo mezcla de gas ácido carbónico-gas nitrógeno (10% de CO_{2}, 5% de O_{2}, 85% de N_{2} a 37ºC) durante 2 días. Las cepas se recuperaron, se cultivaron de forma similar en un medio líquido utilizando medio para Brucella (BECTON DIKINSON) durante un día y después se diluyeron con el mismo medio para controlar la OD_{660nm} a 0.1.
(2) Preparación de series de dilución del compuesto a ensayar
El compuesto a ensayar se disolvió en etanol al 50% en solución salina para preparar una solución a 1 mg/ml y para preparar una serie de diluciones la solución se diluyó de 1 a 2048 veces mediante 12 pasos con el mismo medio.
(3) Procedimiento de ensayo
En cada pocillo de una placa de cultivo de células (20 \mul/pocillo), se cargó cada solución diluida paso a paso (20 \mul) del compuesto a ensayar y se añadió medio para Brucella (conteniendo SFB al 7%) (160 \mul), y finalmente se añadió una solución de la cepa de pylori (20 \mul). Después de que la placa se cultivara en medio de cultivo mezcla de gas ácido carbónico-gas nitrógeno (10% de CO_{2}, 5% de O_{2}, 85% de N_{2}) a 37ºC durante 3 días, se midió la turbidez (OD_{660nm}) de cada pocillo y se calculó la proporción inhibición bacteriana (tasa de erradicación, %) utilizando el mismo valor al principio del ensayo como estándar.
(4) Resultados
Los resultados conseguidos utilizando el compuesto ingrediente activo de la presente invención obtenido en el Ejemplo de Referencia 1 se muestran en la Fig. 3. En la Fig. 3, la ordenada muestra la tasa de erradicación (%), mientras que la abscisa muestra la concentración (\mug/ml) del compuesto a ensayar. En la Fig. 3, el trazado (1) muestra los resultados obtenidos utilizando el compuesto como un ingrediente activo de la presente invención, mientras que el trazado (2) muestra los resultados obtenidos utilizando el siguiente compuesto control.
Compuesto control: Se usó metronidazol (MN), que se ha conocido tradicionalmente como un agente para la eliminación de Helicobacter pylori.
Los resultados de los ensayos descritos anteriormente se expresaron como media \pm SD. En el caso del compuesto ingrediente activo de la presente invención, n=12. En el caso del compuesto control, n=6.
Como es evidente en la Fig. 3, el compuesto como ingrediente activo de la presente invención (obtenido en el Ejemplo de Referencia 1) muestra una proporción inhibitoria de Helicobacter pylori más alta a concentración baja comparada con el MN y, por lo tanto, tiene una actividad anti-Helicobacter pylori más intensa que la del MN.
Como se ha descrito anteriormente, es evidente que cualquiera de los compuestos como ingredientes activos de la presente invención tiene tanto una actividad inhibitoria de la ureasa como una actividad anti-Helicobacter pylori.
Aplicabilidad industrial
Así, de acuerdo a la presente invención, se proporciona un compuesto que tiene una actividad inhibitoria excelente contra la ureasa de Helicobacter pylori así como un inhibidor de ureasa y un agente anti-Helicobacter pylori, que contiene el compuesto como un ingrediente activo. Las drogas de la presente invención son efectivas para prevenir y tratar enfermedades gastrointestinales causadas por la ureasa de Helicobacter pylori, tal como gastritis crónica o úlcera gastroduodenal.

Claims (4)

1. Uso de un derivado de isotiazol representado por la fórmula general (1):
2
en donde R^{1} representa un átomo de hidrógeno o un grupo amino, R^{2} representa un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo de cadena corta, o un grupo acetilo, y X representa un átomo de carbono o un átomo de nitrógeno, como un ingrediente activo para la preparación de un medicamento para el tratamiento y prevención de enfermedades gastrointestinales causadas por ureasa que produce Helicobacter pylori.
2. Uso de acuerdo a la reivindicación 1, en donde el ingrediente activo es al menos uno del tipo seleccionado del grupo que consiste en 1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona,
isotiazol[5,4-b]piridin-3(2H)-ona,
5-amino-1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona,
N-metil-1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona y
N-acetil-1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona.
3. Uso de un derivado del isotiazol representado por la fórmula general (1):
3
en donde R^{1} representa un átomo de hidrógeno o un grupo amino, R^{2} representa un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo de cadena corta, o un grupo acetilo, y X representa un átomo de carbono o un átomo de nitrógeno, como un ingrediente activo para la preparación de un medicamento para el tratamiento y prevención de enfermedades gastrointestinales causadas por Helicobacter pylori.
4. Uso de acuerdo a la reivindicación 3, en donde el ingrediente activo es al menos uno del tipo seleccionado del grupo que consiste en 1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona,
isotiazol[5,4-b]piridin-3(2H)-ona,
5-amino-1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona,
N-metil-1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona y
N-acetil-1,2-benzoisotiazol-3(2H)-ona.
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