Neue EGFR-Tyrosinkinase-Inhibitoren mit Salicyloyl- oder Chinazolin- Teilstrukturen

Abstract

Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung von Inhibitoren der EGFR-Tyrosinkinase. Der EGFR (Epidermaler Wachstumsfaktorrezeptor) spielt eine zentrale Rolle bei der Genese und Progression vieler epidermaler Tumoren und ist somit ein wichtiges Angriffsziel für die Entwicklung neuer Krebstherapeutika. Dabei hat - neben der Entwicklung von EGFR-Antikörpern - insbesondere die Entwicklung von Inhibitoren der EGFR-Tyrosinkinase (EGFR-TK) eine besondere Bedeutung. Der erste Abschnitt der Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung bzw. Optimierung von Salicyloylindolen anhand eines Bindungsmodells von Traxler. Die Herstellung der Salicyloylindole erfolgte durch Reduktion von entsprechenden 2?-Nitroisoflavonen und nachfolgender Ringtransformation. Aus der Reihe der Salicyloylindole ist das (6-Chlor-1H- indol-3-yl)-(2,4-dihydoxyphenyl)-methanon 15 das inhibitorisch aktivste Derivat (50 %/10 µM). Im zweiten Abschnitt wurden ? ebenfalls in Anlehnung an das Bindungsmodell von Traxler ? Salicylanilide hergestellt, die ebenfalls EGFR-TK-inhibitorische Aktivität aufweisen (z.B. 3?-Chlor-4-hydroxysalicylanilid 27: 63 %/10 µM). Im dritten Abschnitt wurde versucht, die EGFR-TK-inhibitorischen Aktivitäten der Salicylanilide mit Hilfe des Lavendustin A-Pharmakophors [5-(2,5-Dihydroxy-benzylamino)-salicylsäure] zu optimieren. Dabei wurden zum einen Salicylanilide hergestellt, deren Benzylamino-Seitenkette paraständig zur Carboxamid-Funktion angeordnet ist (Verbindungen 58, 59), zum anderen wurden Salicylanilide hergestellt, die die Benzylamino-Struktur metaständig zur Carboxamid-Funktion aufweisen (Verbindungen 60-62). Dabei wurde festgestellt, dass alle Salicylanilide in einer Testkonzentration von 10 µM in etwa die gleiche inhibitorische Aktivität (83 bis 96 Prozent) zeigen, unabhängig davon, ob sich die Benzylamino- Seitenkette in Position 4 oder 5 befindet. Aufgrund dieser Ergebnisse wurde die Salicyloylpartialstruktur durch ein bioisosteres Chinazolinringsystem ausgetauscht. Dazu wurden ein 4-(3-Bromanilino)-chinazolin- (70) und ein 4-(3-Chlor-4-fluoranilino)-chinazolin- (71) Derivat mit 6-(2,5-Dihydroxybenzylamino)-Seitenkette hergestellt. 70 und 71 zeigen bemerkenswerte EGFR-TK-inhibitorische Aktivitäten (65 bzw. 71 %/1 µM, 45 bzw. 22 %/0.1 µM). Durch die Nachtestung des entsprechenden ?offenkettigen? 3 ?-Brom-salicylanilides 61 (42 %/0.1 µM) konnte eindrucksvoll die Salicoyl- Chinazolin-Bioisosterie bewiesen werden.

Der letzte Abschnitt der Arbeit beschäftigt sich mit Versuchen zur Herstellung von möglicherweise irreversiblen EGFR-TK-Inhibitoren. Dazu wurde u.a. versucht, durch Oxidation der Hydrochinonteilstruktur der Verbindungen 70 und 71 zu den entsprechenden Chinonverbindungen 72 und 73 zu gelangen. Die Oxidation gelang zwar, jedoch waren 72 und 73 aufgrund einer raschen Umwandlung in die entsprechenden Dihydroxybenzylimino-Verbindungen nicht in reiner Form isolierbar. Als Mechanismen, die zu dieser Umwandlung führen, werden eine Protonenwanderung, ein Hydridtransfer sowie ein radikalischer Mechanismus diskutiert.

The aim of the present thesis was the development of inhibitors of the EGFR tyrosine kinase. The EGFR (Epidermal Growth Factor Receptor) displays a critical role in the genesis and progression of numerous epithelial tumours. Thus, the EGFR is an important new target for anticancer therapy. Targeting the EGFR with antibodies or small-molecule inhibitors of its tyrosine kinase has attracted considerable attention. The further development of salicyloylindoles following a binding model by Traxler is described in the first section of this thesis. The salicyloylindoles were prepared by the reduction of corresponding 2?-nitroisoflavones and a following ring transformation. The (6-chloro-1H-indole-3-yl)-(2,4-dihydoxyphenyl)-methanone 15 was the most active salicyloylindole, that was obtained (50 %/10 µM). The salicylanilides described in the second section were also developed following the binding model by Traxler. These simple compounds display moderate EGFR tyrosine kinase inhibitory activities, too (e.g. 3?-Chlor-4-hydroxysalicylanilid 27: 63 %/10 µM). The aim of the next section was to optimize the EGFR inhibitory activity of the salicylanilides by introduction of a 2,5-dihydroxybenzylamino side chain following the structure of the Lavendustin A pharmacophore [5-(2,5-dihydroxybenzylamino)-salicylic acid]. Therefore 4-(compounds 58, 59) and 5-(compounds 60-62) benzyl amino substituted salicylanilides were synthesized. Interestingly, the substitution pattern (position of the benzyl amino side chain) seems to have no influence on the EGFR tyrosine kinase inhibitory activity, because all compounds showed nearly similar effects (83-96 %/10 µM). Because of these results the salicylic group of 61 and 62 was replaced by the bioisosteric quinazoline moiety. Therefore we synthesized a 4-(3-bromoanilino)-quinazoline (70) and a 4-(3-chloro-4-fluoroanilino)-quinazoline derivative (71) with a 6-(2,5-dihydroxybenzyl amino) side chain. 70 and 71 displayed considerable EGFR tyrosine kinase inhibitory activities (65 or 71 %/1 µM and 45 or 22 %/0.1 µM, respectively). The comparable EGFR tyrosine kinase inhibitory activities of the 4-(3-bromoanilino)-quinazoline derivative 70 (45 %/0.1 µM) and the corresponding 3?-bromosalicylanilide 61 (42 %/0.1 µM) could be valuated as a proof of the bioisosteric relationship of the salicylic group to the quinazoline moiety. In order to obtain potential irreversible EGFR tyrosine kinase inhibitors we undertook the oxidation of the hydroquinone moiety of 70 and 71 to get the corresponding quinone derivatives 72 and 73. The oxidation was successful, but due to the instability of 72 and 73 because of an as yet unknown rearrangement reaction, it wasn?t possible to get the desired quinones in a pure form, but mixtures of it with the corresponding dihydroxybenzyl imino derivatives. A proton and a hydrid transfer as well as a radicalic mechanism are discussed to cause this rearrangement.