Furan- and pyran-based heterocycles as subtype-selective ligands of the estrogen receptor [Elektronische Ressource] : synthesis and biological characterisation / vorgelegt von Jochen Zimmermann

Jochen Zimmermann

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• Gesundheit

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• Publié par: universitat_regensburg
• Publié le: 01 janvier 2006
• Nombre de lectures: 23
• Langue: Deutsch
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

Furan- and Pyran-Based Heterocycles as
Subtype-Selective Ligands of the Estrogen Receptor
Synthesis and Biological Characterisation




Dissertation
zur Erlangung des Doktorgrades der Naturwissenschaften (Dr. rer. nat.)
an der naturwissenschaftlichen Fakultät IV
– Chemie und Pharmazie –
der Universität Regensburg







vorgelegt von
Jochen Zimmermann
aus Regensburg
2005 Die vorliegende Arbeit entstand in der Zeit von Oktober 2002 bis August 2005 unter der
Anleitung von Herrn Prof. Dr. E. von Angerer am Institut für Pharmazie der Naturwissen-
schaftlichen Fakultät IV – Chemie und Pharmazie – der Universität Regensburg.

















Promotionsgesuch eingereicht im August 2005

Tag der mündlichen Prüfung: 04. Oktober 2005

Prüfungsausschuss: Prof. Dr. J. Heilmann (Vorsitzender)
Prof. Dr. E. von Angerer (Erstgutachter)
Prof. Dr. B. König (Zweitgutachter)
Prof. Dr. R. Gschwind (Drittprüfer)





An dieser Stelle möchte ich mich ganz herzlich bedanken bei:


Herrn Prof. Dr. E. von Angerer für seine umfassende und überaus engagierte, persönliche
Betreuung und seine wertvollen Ratschläge und Hilfestellung im Verlauf dieser Arbeit, sowie
für die kritische Durchsicht und Unterstützung beim Verfassen dieser Dissertation; außerdem
für die heiteren und äußerst informationsreichen onkologischen Seminare.

Herrn Prof. Dr. A. Buschauer für die Möglichkeit der Durchführung dieser Promotion an sei-
nem Lehrstuhl und die finanzielle Förderung im Rahmen des Graduiertenkollegs „Medicinal
Chemistry – Ligand-Receptor-Interactions“.

Frau R. Liebl und Frau S. Bollwein für deren tatkräftige und engagierte Unterstützung bei der
Durchführung der in vitro Testungen.

Frau K. Röhrl, Herrn O. Baumann und Herrn F. Wiesenmayer für die Unterstützung bei den
in vivo Testungen.

Herrn Dr. A. Botzki und H. Preuß für deren Unterstützung beim Molecular Modelling.

Herrn P. Richthammer für seine zu jeder Zeit zahlreichen technischen und organisatorischen
Hilfestellungen zu den unmöglichsten Problemen.

Frau Prof. Dr. M. J. Meegan für die Möglichkeit der Durchführung eines unabhängigen drei-
monatigen Forschungsprojekts am Department of Pharmaceutical Chemistry des Trinity Col-
lege Dublin in Irland.

Herrn Dr. J. Kochansky (Bee Research Laboratory of the US Department of Agriculture in
Beltsville, Maryland) für die unproblematische Bereitstellung von Synthesevorschriften aus
seiner Dissertation.

Allen Mitarbeitern der analytischen Abteilungen der Fakultät für die Aufnahme der NMR-
und Massenspektren, sowie die Durchführung der Elementaranalysen.
Meinen KollegInnen Michaela, Sandra, Susi und Tobias für die lustige Atmosphäre im Labor,
sowie allen Mitgliedern des Lehrstuhls für Ihre Kollegialität und das gute Arbeitsklima.

Besonderen Dank auch meinen Studienkollegen und Freunden Anja, Axel, Basti, Chrisi, Do-
ris, Michi, Roland, Stefan und Thorsten für die heiteren und oftmals erleuchtenden fachlichen
Diskussion und die zahlreichen gemeinsamen Unternehmungen.









































Für Annette
















Table of contents

A Introduction............................................................................................................ 1

1 Cancer .......................................................................................................................... 1
1.1 Characteristics of benign and malignant tumours.................................................. 1
1.2 Breast Cancer ......................................................................................................... 3
2 Endocrine Therapy of Breast Cancer........................................................................ 5
2.1 Gonadotropin Releasing Hormone (GnRH) Analogues ........................................ 6
2.2 Aromatase Inhibitors.............................................................................................. 8
2.3 Antiestrogens and SERMs ..................................................................................... 10
2.4 Growth Factor Receptor Directed Therapies ......................................................... 13
3 The Estrogen Receptor ............................................................................................... 15
3.1 Structure of the Estrogen Receptor ........................................................................ 15
3.2 The Molecular Basis for Agonistic and Antagonistic ER Action.......................... 17
3.3 Molecular Pathways to Transcription Activation .................................................. 21
4 Recent Advances in the Development of ER β Selective Ligands............................ 23
5 Objectives..................................................................................................................... 27


B Biological and Pharmacological Test System ............................................. 29

1 In vitro Assays.............................................................................................................. 29
1.1 Radiometric Binding Assay ................................................................................... 29
1.2 Proliferation Assay with Human Mammary Carcinoma Cell Lines ...................... 30
1.3 Luciferase Assay .................................................................................................... 32
2 In vivo Assay: Uterotrophic and Antiuterotrophic Test.......................................... 34


C Synthesis and Biological Characterisation of New Ligands for the
Estrogen Receptor ................................................................................................ 35

1 Virtual Screening for New Lead Structures ............................................................. 35
1.1 Search New ER Ligands Using the Computer Programme LUDI......................... 35
1.2 Synthesis and Biological Characterisation of Ligands Derived FromVirtual
Screening................................................................................................................ 37
I
2 Antiestrogens Based on a 2,5-Diphenylfuran Scaffold ............................................ 42
2.1 Synthesis of 3,4-Dialkyl-2,5-diphenylfurans......................................................... 43
2.1.1 Synthesis of Side Chains ............................................................................... 43
2.1.2 Synthesis of Ketone Precursors ..................................................................... 45
2.1.3 Synthesis of 3,4-Dialkyl-2,5-diphenylfurans................................................. 47
2.2 Biological Characterisation of the 3,4-Dialkyl-2,5-diphenylfurans....................... 50
2.2.1 Determination of Affinity and Selectivity for the ER ................................... 50
2.2.2 Determination of Antiproliferative Activity.................................................. 53
2.2.3 Determination of Estrogenic and Antiestrogenic Activity in vitro................ 55
2.2.4 Determin vivo................. 58
2.3 Conclusion.............................................................................................................. 59
3 Antiestrogens Based on a 2,4-Diphenylfuran Scaffold ............................................ 61
3.1 Synthesis of 3,5-Dialkyl-2,4-diphenylfurans......................................................... 61
3.2 Biological Characterisation of the 3,5-Dialkyl-2,4-diphenylfurans....................... 66
3.2.1 Determination of Affinity and Selectivity for the ER ................................... 66
3.2.2 Determination of Antiproliferative Activity.................................................. 70
3.2.3 Determination of Estrogenic and Antiestrogenic Activity ............................ 71
3.3 Conclusion.............................................................................................................. 75
4 Benzo[b]furans and Benzo[b]thiophenes .................................................................. 76
4.1 Synthesis ................................................................................................................ 76
4.1.1 Synthesis of 6-Hydroxy-2-(4-hydroxyphenyl)benzo[b]furans...................... 76
4.1.2 A New Synthesis of 5-Hydroxy-2-(4-hydroxyphenyl)benzo[b]thiophene.... 80
4.2 Biological Characterisation.................................................................................... 82
4.2.1 Biological Characterisati