Procesos de producción de inhibidores de la girasa y topoisomerasa IV.

Un método para preparar un compuesto de fórmula (I)**Fórmula**

o una sal farmacéuticamente aceptable de este,

don de R es H o F; y cada uno de los componentes R3, R4 y R5 es independientemente un grupo hidroxilo protegido opcionalmente o un alquilo sustituido opcionalmente; que comprende proporcionar un compuesto fenilpirimidínico de fórmula (II)**Fórmula**

donde R es H o F, y cada uno de los componentes R3, R4 y R5 es independientemente un grupo hidroxilo protegido opcionalmente o un alquilo sustituido opcionalmente;

y hacer reaccionar el compuesto fenilpirimidínico de fórmula (II) con un derivado de urea de fórmula A o B:**Fórmula**

Procesos de producción de inhibidores de la girasa y topoisomerasa IV ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La resistencia bacteriana a los antiobióticos hace tiempo que está reconocida y en la actualidad se considera un problema sanitario mundial grave. Como resultado de la resistencia, algunas Infecciones bacterianas son o bien difíciles de tratar con antibióticos o bien incluso intratables. Este problema se ha vuelto especialmente grave con el reciente desarrollo de multirresistencia en ciertas cepas de bacterias tales como Streptococcus pneumoniae (SP), Mycobacteríum tuberculosis y Enterococcus. La aparición de enterococcus resistente a la vancomicina resultó ser particularmente alarmante debido a que la vancomicina fue anteriormente el único antibiótico eficaz para tratar esta infección y para muchas infecciones ha sido considerado el fármaco que constituía el último recurso. Aunque muchas otras bacterias fármacorresistentes no provocan enfermedades letales, tales como enterococci, existe el temor de que los genes que inducen la resistencia puedan transmitirse a organismos más letales tales como Staphylococccus aureus, donde la resistencia a meticilina ya es prevalente (De Clerq et al., Current Opinión in Anti- infective Investigational Drugs, 1999, 1, 1; Levy, The Challenge of Antibiotic Resistance, Scientific American, marzo, 1998).

Otra inquietud la constituye la rapidez con la que se puede propagar la resistencia a antibióticos. Por ejemplo, hasta la década de los sesenta la SP era universalmente sensible a la penicilina y en 1987 únicamente un.2% de las cepas de SP en los EE. UU. era resistente. Sin embargo, en 1995 se publicó que la resistencia de SP a la penicilina era aproximadamente de un siete por ciento y hasta un 3% en algunas partes de los EE. UU. (Lewis, FDA Consumer magazine (septiembre, 1995); Gershman en The Medical Repórter, 1997).

Los hospitales, en concreto, actúan como centros para la formación y transmisión de organismos fármacorresistentes. Las infecciones que ocurren en los hospitales, conocidas como infecciones nosocomiales, están convirtiéndose en un problema cada vez más grave. De los dos millones de americanos infectados en los hospitales cada año, más de la mitad de estas infecciones son resistentes al menos a un antibiótico. El Centro para el Control de Enfermedades publicó que en 1992, más de 13 pacientes hospitalarios fallecieron debido a infecciones bacterianas que eran resistentes al tratamiento con antibióticos (Lewis, The Rise of Antibiotic Resistant Infections, FDA Consumer magazine (septiembre, 1995).

Como resultado de la necesidad de combatir las bacterias fármacorresistentes y la ineficacia creciente de los fármacos disponibles, ha resurgido el interés en el descubrimiento de antibióticos nuevos. Una estrategia atractiva para el desarrollo de antibióticos nuevos consiste en inhibir la girasa y/o topoisomerasa IV de ADN, enzimas bacterianas necesarias para la replicación del ADN y, por lo tanto, necesarias para el crecimiento y división de las células bacterianas. La actividad girasa y/o topoisomerasa IV también se asocia con eventos en la transcripción, reparación y recombinación del ADN.

La girasa es una de las topoisomerasas, un grupo de enzimas que catalizan la ¡nterconversión de isómeros topológicos de ADN (remítase en general a Kornberg y Baker, DNA Replication, 2.a ed., capítulo 12, 1992, W.H. Freeman y Co., Drlica, Molecular Microbiology, 1992, 6, 425; Drlica y Zhao, Microbiology and Molecular Biology Reviews, 1997, 61, págs. 377-392). La propia girasa controla el superenrollamiento del ADN y atenúa la tensión topológica que tiene lugar cuando las hebras de ADN bicatenario progenitor se desenrolla durante el proceso de replicación. La girasa también cataliza la conversión de ADN bicatenario circular cerrado, relajado en una forma de superhélice de ADN negativa que es más favorable para la recombinación. El mecanismo de la reacción de la reacción de superenrollamiento conlleva envolver la girasa alrededor de una región del ADN, fragmentar la doble hebra en esa región, pasar una segunda región del ADN a través de la fragmentación y reunir las hebras fragmentadas. Este tipo de mecanismo de escisión es característico de una topoisomerasa de tipo II. La reacción de superenrollamiento está impulsada por la unión del ATP a la girasa. A continuación el ATP se hidroliza durante la reacción. Esta unión del ATP y la hidrólisis posterior provocan cambios conformacionales en la girasa unida al ADN que son necesarios para su actividad. También se ha observado que el nivel de superenrollamiento del ADN (o relajación) depende de la relación ATP/ADP. En ausencia de ATP, la girasa únicamente es capaz de relajar el ADN superenrollado.

La girasa de ADN bacteriana es un tetrámero proteico de 4 kilodalton constituido por dos subunidades A (GyrA) y dos subunidades B (GyrB). La unión y escisión del ADN están asociadas con la GyrA, mientras que el ATP se une a la proteína GyrB y es hidrolizado por esta. La GyrB está constituida por un dominio del extremo amino que tiene actividad ATPasa y un dominio de extremo carboxilo que interactúa con la GyrA y el ADN. Por el contarlo, las topoisomerasas de tipo II eucariotas son homodímeros que pueden relajar superenrollamientos negativos y positivos, pero no pueden introducir superenrollamientos negativos. Idealmente, un antibiótico basado en la inhibición de la girasa de ADN y/o topoisomerasa IV bacterianas sería selectivo para estas enzimas y sería relativamente inactivo contra las topoisomerasas de tipo II eucariotas.

La topoisomerasa IV resuelve principalmente dímeros cromosómicos unidos al finalizar la replicación del ADN.

Los antibióticos de tipo quinolona, ampliamente utilizados, inhiben la girasa del ADN bacteriana (GyrA) y/o la topoisomerasa IV (ParC). Los ejemplos de quinolonas incluyen los primeros compuestos tales como ácido nalidíxico y ácido oxolínico, así como las últimas fluoroquiolonas más potentes tales como norfloxacin, ciporfloxacin y trovafloxacin. Estos compuestos se unen a la GyrA y/o ParC estabilizan el complejo escindido, e inhiben de esta manera la función girasa global, lo que lleva a la muerte celular. Las fluoroquinolonas inhiben las sublnldades catalíticas de la girasa (GyrA) y/o Topoisomerasa IV (ParC) (remítase a Drlica y Zhao, Microbiology and Molecular Biology Reviews, 1997, 61, 377-392). Sin embargo, la fármacorreslstencla también ha sido reconocida como un problema para esta clase de compuestos (informe de la OMS, Use of Quinolones in Food Animáis and Potenctial Impact on Human Health, 1998). Con las quinolonas, como con otras clases de antibióticos, las bacterias expuestas a los primeros compuestos a menudo desarrollan rápidamente una resistencia cruzada a compuestos más potentes de la misma clase.

Las subunldades asociadas responsables de suministrar la energía necesaria para el recambio catalítlco/restableclmiento de las enzimas mediante la hidrólisis del ATP son la GyrB (girasa) y la ParE (topoisomerasa IV), respectivamente (remítase a Champoux, J.J., Annu. Rev. Biochem., 21, 7, págs.. 369-413). Los compuestos que actúan sobre estos mismos sitios de unión del ATP en las subunidades GyrB y ParE serían útiles para tratar vahas infecciones bacterianas (remítase a Charifson et al., J. Med. Chem., 28, 51, págs.. 5243- 5263).

Existen menos Inhibidores conocidos que se unan a la GyrB. Los ejemplos incluyen las cumarinas, novobiocina y cumermlclna A1, ciclotialidina, cinodina y clerocidina. Se ha mostrado que las cumarinas se unen a la GyrB muy estrechamente. Por ejemplo, la novobiocina genera una red de enlaces de hidrógeno con la proteína y varios contactos hidrófobos. Aunque la novobiocina y el ATP no parece que se unan dentro del sitio de la unión del ATP, existe un solapamlento mínimo en la orientación de la unión de los dos compuestos. Las porciones solapantes son la unidad del azúcar de la novobiocina y la adenina del ATP (Maxwell, Trends in Microbiology, 1997, 5, 12).

Para las bacterias resistentes a la cumarina, la mutación puntual más prevalente es un residuo de arginina superficial que se une al carbonilo del anillo cumarínico (Arg136 en la GyrB de £. coli). Aunque las enzimas con esta mutación muestran un supenrollamiento y una actividad ATPasa más bajas, también son menos sensibles a la Inhibición por parte de los fármacos cumarínicos (Maxwell, Mol. Microbio!., 1993, 9, 681).

A pesar de ser inhibidores potentes del superenrollamiento de la girasa, las cumarinas no se han utilizado ampliamente como antibióticos. Generalmente no son adecuadas debido a su baja permeabilidad en bacterias, toxicidad en eucariotas y una hldrosolubilidad deficiente (Maxell, Trends in Microbiology, 1997, 5, 12).... [Seguir leyendo]

1. Un método para preparar un compuesto de fórmula (I)

.)

o una sal farmacéuticamente aceptable de este, donde R es H o F; y cada uno de los componentes R3, R4 y R5 es independientemente un grupo hidroxilo protegido opcionalmente o un alquilo sustituido opcionalmente; que comprende proporcionar un compuesto fenilpirimidínico de fórmula (II)

Rs

(II),

donde R es H o F, y cada uno de los componentes R3, R4 y Rs es independientemente un grupo hidroxilo protegido 1 opcionalmente o un alquilo sustituido opcionalmente;

y hacer reaccionar el compuesto fenilpirimidínico de fórmula (II) con un derivado de urea de fórmula A o B:

o s o

A

M

H

B

donde R6 es un alquilo sustituido opcionalmente, arilo sustituido opcionalmente, carbociclo saturado o insaturado sustituido opcionalmente o heterociclo saturado o insaturado sustituido opcionalmente, para proporcionar un compuesto de fórmula (I); y opcionalmente hacer reaccionar el compuesto de fórmula (I) con un ácido adecuado 5 para proporcionar una sal farmacéuticamente aceptable del compuesto de fórmula (I).

2. El método de la reivindicación 1, donde R6 es metilo, etilo, bencilo o p-nitrobencilo.

3. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, donde dicha reacción se lleva a cabo en una mezcla de dioxano y un tampón de pH 3.5 de 75 °C a 125 °C, preferentemente a reflujo.

4. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, donde dicho procedimiento para proporcionar un compuesto 1 fenilpirimidínico de fórmula (II) comprende proporcionar un derivado feniltetrahidrofurano de fórmula (IV)

donde R es H o F; y

hacer reaccionar el compuesto feniltetrahidrofuránico de fórmula (IV) con un derivado de ácido borónico de fórmula (III)

donde cada uno de los componentes R3, R4 y Rs es independientemente un grupo hidroxilo protegido opcionalmente

(ITI),

o un alquilo sustituido opcionalmente, y B* es

RnO

N*

siendo cada uno de los componentes Ri y R2 independientemente alquilo o H, o formando ORi y OR2 junto con el átomo de B al que están unidos un anillo de 5, 6 o 7 miembros sustituido opcionalmente, o BF3X, siendo X un catión 5 monovalente, en presencia de un catalizador de paladio en un disolvente polar para proporcionar un compuesto fenilpirimidínico de fórmula (V),

*3

(V),

donde R es H o F, y cada uno de los componentes R3, R4 y Rs es independientemente un grupo hidroxilo protegido opcionalmente o un alquilo sustituido opcionalmente; y

tratar el compuesto fenilpirimidínico de fórmula (V) con un agente reductor adecuado para obtener el compuesto fenilpirimidínico de fórmula (II).

5. El método de la reivindicación 4, donde B* se selecciona a partir del grupo constituido por

donde cada uno de los átomos de carbono del anillo puede no estar sustituido o estar sustituido con uno o dos 15 grupos metilo o etilo, preferentemente

6. El método de cualquiera de las reivindicaciones 4 o 5, donde dicho procedimiento para proporcionar un

Br

(VI),

donde R es H o F;

y nitrar el compuesto de fórmula (VI) con un agente de nitración adecuado para obtener el compuesto 5 feniltetrahidrofuránico de fórmula (IV).

7. El método de cualquiera de las reivindicaciones 4 o 5, donde dicho procedimiento para proporcionar un compuesto feniltetrahidrofuránico de fórmula (IV) comprende proporcionar un compuesto de fórmula (VI)

donde R es H o F;

proteger el grupo amlno del compuesto de fórmula (VI) con un grupo protector de aminas para obtener un compuesto con la amina protegida;

nitrar el compuesto con la amina protegida con un agente de nitración adecuado para obtener el nitrocompuesto con la amina protegida; y desproteger el nitrocompuesto con la amina protegida para obtener el compuesto feniltetrahidrofuránico de fórmula (IV).

8. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, donde dicho procedimiento para proporcionar un compuesto

fenilpirimidínico de fórmula (II) además comprende reducir un derivado de fenilpirimidina de fórmula (V),

donde R es H o F, y cada uno de los componentes R3, R4 y Rs es independientemente un grupo hidroxilo protegido opcionalmente o un alquilo sustituido opcionalmente,

9. El método de la reivindicación 7, donde dicho procedimiento de nitración del compuesto de fórmula (VI) comprende hacer reaccionar el compuesto de fórmula (VI) con NH4NO3 en presencia de un ácido fuerte de aproximadamente 2 °C a aproximadamente 5 °C para proporcionar un compuesto (IV).

1. El método de la reivindicación 7, donde dicho procedimiento para proporcionar un compuesto de fórmula (VI)

comprende proporcionar un compuesto de fórmula (Vil),

(VII),

donde R es H o F; y

hacer reaccionar el compuesto de fórmula (Vil) con un agente de bromación en un disolvente aprótico polar para 1 obtener el compuesto de fórmula (VI).

11. El método de la reivindicación 1, donde el compuesto de fórmula (Vil) está enantioméricamente enriquecido.

12. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 u 11, donde dicho procedimiento para proporcionar un compuesto de fórmula (Vil) comprende:

proporcionar un compuesto de tipo dihidrofuranilnitrobencénico seleccionado a partir del grupo constituido por 15 un compuesto de fórmula (Villa),

donde R es H o F, y un compuesto de fórmula (Vlllb),

donde R es H o F; y

tratar el compuesto dihidrofuranilnitrobencénico con un agente reductor para obtener el compuesto de

fórmula (Vil).

13. El método de la reivindicación 12, donde dicho procedimiento para proporcionar un compuesto dihidrofuranilnitrobencénico comprende:

Br

<ÍX)f

donde R es H o F; y

tratar el compuesto de fórmula (IX) con 2,3-dihidrofurano en presencia de un catalizador de paladio para 5 obtener el compuesto dihidrofuraniinitrobencénico.

14. Un compuesto de fórmula (II)

Rs

(II)

donde

R es H o F, y cada uno de los componentes R3, R4 y Rs es Independientemente un grupo hidroxilo protegido 1 opclonalmente o un alquilo sustituido opcionalmente.

15. Un compuesto de fórmula (V)

donde R es Fl o F, y cada uno de los componentes R3, R4 y R5 es independientemente un grupo hidroxilo protegido opcionalmente o un alquilo sustituido opcionalmente.