QUINOLILNITRONAS.

Quinolilnitronas

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Quinolilnitronas de fórmula (I),

con alta permeabilidad a la barrera hematoencefálica, capacidad antioxidante, y neuroprotectora, como potenciales fármacos para el tratamiento de del ictus, isquemia cerebral, y de otras enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer, Parkinson, y esclerosis lateral amiotrófica, y donde,

X representa halógeno, grupos amino substituidos o no, alcoxi como metoxi, etoxi, benciloxi, o tiofenilo.

R1, R2, y R3, representan independientemente un radical alquilo C1-C6, sustituidos o no, grupo fenilo, o anillo aromático con uno o varios heteroátomos, y sustituido por grupos hydroxilo, metoxi, trifluorometilo, nitro, ciano, carbaldehído, carboxílico, ester carboxílico, halógeno, o radical alquilo C1-C6, sustituido o no, y que se encuentran en las posiciones C2', 3' ó 4' del anillo bencénico, o heterocíclico de cinco o seis eslabones, tal como furano, tiofeno, pirrol, piridina, piracina, piridacina, pirimidina, indol.

QUINOLILNITRONAS

Estado de la técnica anterior

Es bien sabido que la oxidación de las membranas celulares lipídicas es uno de los eventos farmacológicos más importantes que tienen lugar durante el ictus, que conduce y se traduce en la muerte del tejido cerebral, y neuronas (Brouns, R.; De Deyn, P. P. The complexity of neurobiological processes in acute ischemic stroke. Clin. Neurol. Neurosurg. 2009, 111, 483-495) . Consecuentemente, una de las áreas de investigación más activas para el tratamiento de la isquemia cerebral, o el ictus, se centra en la búsqueda de nuevos agentes permeables de potente capacidad antioxidante y fuerte acción neuroprotectora, capaces de bloquear el diverso tipo de radicales libres oxigenados (ROS) , responsables del estrés oxidativo que produce el ictus, una grave patología en rápido aumento en nuestras sociedades avanzadas, para la que no existe un tratamiento eficiente, y que es la cuarta causa de mortalidad después del cáncer, enfermedades coronarias, y Alzheimer (Chan, P. H. The role of oxygen radicals in brain injur y and edema, in Chow CK (ed) : Cellular Antioxidant Defense Mechanisms, Volume III. Boca Ratón, Florida, CRC Press, Inc, 1988, pp 89-109) . En efecto, la membrana de las neurona es rica en ácidos grasos, poliinsaturados, que son particularmente sensibles a la acción de los ROS, del tipo hidroxilo, peroxilo, y superóxido, en las posiciones adyacentes a dobles enlaces, generando radicales alílicos, muy reactivos, y capaces de producir nuevas reacciones radicálicas en cadena, es decir nuevos radicales más complejos, o interaccionar con metales, como el hierro, para generar nuevos radicales más tóxicos y nocivos aún.

Es por eso que la estrategia contra el ictus basada en el desarrollo de agentes atrapadores y bloqueantes de ROS es un área de permanente interés, y de investigación.

Es en este contexto donde los compuestos orgánicos del tipo nitrona, por su estructura y propiedades, han jugado un papel clave en los últimos treinta años, aunque desgraciadamente su presunta actividad beneficiosa en los numerosos ensayos clínicos a los que se han sometido una amplia gama de las mismas, dista mucho de estar contrastada (Floyd,

R. A.; Kopke, R. D. Choi, C. H.; Foster, S. B.; Doblas, S.; Towner, R. A. Nitrones as therapeutics. Free Radic. Biol. Med. 2008, 45, 1361-1374) .

Así, la (Z) -D-fenil-N-tert-butilnitrona (PBN) inhibe la oxidación de las lipoproteinas (Kalyanaraman, B.; Joseph, J.; Parthasarathy, S. The spin trap, a-phenyl N-tert-butylnitrone, inhibits the oxidative modification of low density lipoprotein FEBS Lett. 1991, 280, 17-20) , reduce el daño oxidativo en eritrocitos, la peroxidación de lípidos debido a fenilhidracina (Hill, H. A.; Thornalley, P. J. The effect of spin traps on phenylhydrazine-induced haemolysis. Biochim. Biophys. Acta 1983, 762, 44-51) , y protege a ratas de la isquemia, y de la toxicidad del MPTP (Margaill, I.; Plotkine, M.; Lerouet, D. Antioxidant strategies in the treatment of stroke. Free. Radic. Biol. Med. 2005, 39, 429-443) .

La nitrona NXY-059 (Kuroda, S.; Tsuchidate, R.; Smith, M. L.; Maples, K. R.; Siesjo, B. K. Neuroprotective effects of a novel nitrone, NXY-059, after transient focal cerebral ischemia in the rat. J. Cereb. Blood Flow Metab. 1999, 19, 778787) , un excelente atrapador de ROS con capacidad neuroprotectora, pero que ha fracasado repetidamente en ensayos clínicos (Macleod, M. R.; van der Worp, H. B.; Sena, E. S.; Howells, D. W.; Dirnagl, U.; Donnan, G. A. Evidence for the efficacy of NXY-059 in experimental focal cerebral ischaemia is confounded by study quality. Stroke 2008, 39, 28242829) .

No obstante, los esfuerzos para encontrar la nitrona optima no han cesado [ (a) Goldstein, S.; P. Lestage, P. Chemical and pharmacological aspects of heteroar y l-nitrones. Curr. Med. Chem. 2000, 7, 1255-1267; (b) Dias, A. G.; Santos, C. E.; Cyrino, F. Z.; Bouskela, E.; Costa, P. R. N-tert-Butyl and N-methyl nitrones derived from aromatic aldehy des inhibit macromolecular permeability increase induced by ischemia/reperfusion in hamsters. Bioorg. Med. Chem. 2009, 17, 3995-3998; (c) Porcal, W.; P. Hernández, P.; González, M.; Ferreira, A.; Olea-Azar, C.; Cerecetto, H.; Castro, A. Heteroar y lnitrones as drugs for neurodegenerative diseases: Synthesis, neuroprotective properties, and free radical scavenger properties. J. Med. Chem. 2008, 51, 6150-6159; (d) Kim, S.; Bouajila, J.; Dias, A. G.; Cyrino, F. Z.; Bouskela, E.; Costa, P. R.; Nepveu, F. a-Phenyl-N-tert-butyl nitrone (PBN) derivatives: Synthesis and protective action against microvascular damages induced by ischemia/reperfusion. Bioorg. Med. Chem. 2007, 15, 3572-3578; (e) Balogh,

G. T.; Vukics, K.; Konczol, A.; Kis-Varga, A.; Gere, A.; Fischer, J. Nitrone derivatives of trolox as neuroprotective agents. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 3012-3015; (f) Becker, D. A.; Ley, J. J.; Echegoyen, L.; Alvarado, R. Stilbazulenyl nitrone (STAZN) : A nitronyl-substituted hydrocarbon with the potency of classical phenolicchain-breaking antioxidants. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4678-4684; (g) Dhainaut, A.; Tizot, A.; Raimbaud, E.; Lockhart, B.; Lestage, P.; Goldstein, S. Synthesis, structure, and neuroprotective properties of novel imidazolyl nitrones. J. Med. Chem. 2000, 43, 2165-2175].

Descripción En el contexto de nuestra reciente investigación dirigida hacia la síntesis y evaluación biológica de nuevas nitronas para el tratamiento del ictus (Abdelouahid, S.; Soriano, E.; Revuelta, J.; Valderas, C.; Chioua, M.; Garrido, I.; Bartolomé, B.; Tomassolli, I.; Ismaili, L.; González-Lafuente, L.; Villarroya, M.; García, A. G.; Oset-Gasque M. J.; Marco-Contelles, J. Synthesis, structure, theoretical and experimental in vitro antioxidant/pharmacological properties of a-ar y l, N-alkyl nitrones, as potential agents for the treatment of cerebral ischemia. Bioorg. Med. Chem. 2011, 19, 951-960) ,

R1

O

N

I

en esta patente se describe la síntesis de una serie de quinolilnitronas de fórmula (I) , con alta permeabilidad a la barrera hematoencefálica, capacidad antioxidante, y neuroprotectora, como potenciales agentes y fármacos para el tratamiento de del ictus, isquemia cerebral, y de otras enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer, Parkinson, y esclerosis lateral amiotrófica, y donde,

X representa halógenos, grupos amino sustituidos o no, alcoxi como metoxi, etoxi, benciloxi, o tiofenilo.

R1, R2 y R3 representan independientemente un radical alquilo C1-C6 sustituido o no, grupo fenilo, o anillo aromático con uno o varios heteroátomos, y sustituido por grupos hydroxilo, metoxi, trifluorometilo, nitro, ciano, carbaldehído, carboxílico, ester carboxílico, halógeno, o radical alquilo C1-C6, sustituido o no, y que se encuentran en las posiciones C2’, 3’ ó 4’ del anillo bencénico, o heterocíclico de cinco o seis eslabones, tal como furano, tiofeno, pirrol, piridina, piracina, piridacina, pirimidina, indol.

Ejemplos típicos de esta familia de compuestos son:

(Z) -N-[ (2-Cloro-6-metilquinolin-3-il) metileno]-2-metilpropan-2-amina óxido (1) , y

(Z) -N-[ (2-Cloro-6-metilquinolin-3-il) metileno]-1-fenilmetanamina óxido (2) ,

preparados a partir del aldehído comercial, 2-cloro-6-metilquinolina-3-carbaldehído, por reacción con tert-butil hydroxilamina, y N-bencilhidroxilamina comerciales, de acuerdo con el método A o B (ver esquema) , para rendir la nitronas deseadas con un rendimiento del 28% y 64%, respectivamente.

20 Los cálculos teóricos han demostrado que las nitronas 1 y 2neuroprotección (tabla 1) . son permeables, y presentan alta capacidad de

25 Tabla 1. LogBB calculados, y % neuroprotección para las nitrones 1 y 2. Nitrona logBB (d.e.) a1 0.62 (0.17) 2 0.52 (0.14) a Desviación estandar. Neuroprotección (%) 70 72

ES 2 395 803 Al

Tabla 2. In vitro capacidad antioxidante de las nitronas 1 y 2.

DPPH

AAPH •

Nitrona LOX (%) a OHe O2 (%) f

(%) b (min) c (RSA) (%) d

No 85 (56.7) 1.7 100 12

No 37 (78) 42.3 95 23

a Determinado a 0.1mM; b determinado a 0.1mM;c tiempo de inducción por las nitronas ;

d determinado a 0.5 mM;e a 0.1mM; f a 0.1mM.

El análisis de la capacidad antioxidante de las nitronas 1 y 2 se ha determinado (ver tabla 2) por la estimación de la inhibición de la peroxidación lipídica inducida por el radical AAPH (Liegeois, C.; Lermusieau, G.; Collin, S. Measuring antioxidant efficiency of wort, malt, and hops against the 2, 2‘-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride-induced oxidation of an aqueous dispersion of linoleic acid. J. Agric. Food Chem. 2000, 48, 1129-1134) , por el radical DPPH (Musialik, M.; Litwinienko,...

1. Derivados de quinolilnitronas de fórmula I

R1

O

N

R2

R3 NX

I

donde,

X representa halógeno, grupos amino substituidos o no, alcoxi como metoxi, etoxi, benciloxi, o tiofenilo.

R1, R2 y R3 representan independientemente un radical alquilo C1-C6 sustituido o no, grupo fenilo, o anillo aromático con uno o varios heteroátomos, y sustituido por grupos hydroxilo, metoxi, trifluorometilo, nitro, ciano, carbaldehído, carboxílico, ester carboxílico, halógeno, o radical alquilo C1-C6, sustituido o no, y que se encuentran en las posiciones C2’, 3’ ó 4’ del anillo bencénico, o heterocíclico de cinco o seis eslabones, tal como furano, tiofeno, pirrol, piridina,

piracina, piridacina, pirimidina, indol.

2. Derivados de quinolilnitronas de fórmula I, según la reivindicación 1, que son:

(Z) -N-[ (2-Cloro-6-metilquinolin-3-il) metileno]-2-metilpropan-2-amina óxido (1) ,

(Z) -N-[ (2-Cloro-6-metilquinolin-3-il) metileno]-1-fenilmetanamina óxido (2)

3. Procedimiento para la preparación de quinolilnitronas de fórmula I, según la reivindicación 1, que consiste en hacer 15 reaccionar N-alquil hidroxilaminas II

donde

R1 representa un radical alquilo C1-C6 sustituido o no, grupo fenilo, o anillo aromático con uno o varios heteroátomos, y sustituido por grupos hydroxilo, metoxi, trifluorometilo, nitro, ciano, carbaldehído, carboxílico, ester carboxílico, halógeno,

o radical alquilo C1-C6 sustituido o no, y que se encuentran en las posiciones C2’, 3’ ó 4’ del anillo bencénico, o heterocíclico de cinco o seis eslabones, tal como furano, tiofeno, pirrol, piridina, piracina, piridacina, pirimidina, indol.

H

III

con aldehídos del tipo III, donde X representa halógeno, grupos amino sustituido o no, alcoxi como metoxi, etoxi, benciloxi, o tiofenilo.

R2 y R3 representan un radical alquilo C1-C6 sustituido o no, grupo fenilo, o anillo aromático con uno o varios heteroátomos, y sustituido por grupos hydroxilo, metoxi, trifluorometilo, nitro, ciano, carbaldehído, carboxílico, ester carboxílico, halógeno, o radical alquilo C1-C6 sustituido o no, y que se encuentran en las posiciones C2’, 3’ ó 4’ del

anillo bencénico, o heterocíclico de cinco o seis eslabones, tal como furano, tiofeno, pirrol, piridina, piracina, piridacina, pirimidina, indol

4. Composiciones farmacéuticas que comprenden uno o más de los productos de formula I, junto con excipientes farmacéuticamente apropiados, así como sus isómeros, hidratos, sales, polimorfos, y pro-fármacos farmacéuticamente aceptables.

5. Uso de quinolilnitronas de fórmula I, según la reivindicación 1, para la preparación de un medicamento o formulación farmacéutica destinada al tratamiento del ictus, isquemia cerebral, enfermedades neurodegenerativas, tales como la enfermedad de Alzheimer y de Parkinson, o la esclerosis lateral amiotrófica.