AT397962B - Verfahren zur herstellung von azoniaspironortropanolestern - Google Patents

Description

AT 397 962 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Azoniaspironortropanolestern.

Azoniaspironortropanderivate werden aufgrund ihrer ausgezeichneten spasmolytischen Eigenschaften in der Pharmazie häufig angewandt. Diese Verbindungen werden ausgehend von dem natürlich vorkommenden Tropin hergestellt, wobei die bekannten Verfahren jedoch umständlich, zeitraubend und aufgrund der geringen Ausbeute kostspielig sind.

Die Herstellung von Azoniaspironortropanderivaten erfolgt üblicherweise gemäß folgendem Reaktionsschema:

Y

Stufe b' Veresterung

A

0

Stufe c γVeresterung

In diesem Schema bedeutet R' den Rest einer Carbonsäure und A eine Aminoschutzgruppe.

Die oxidative Demethylierung von Tropin zu Nortropin (Stufe a) ist von S.P. Findley in J.Am.Chem.Soc. 75, 3204 (1953) beschrieben. Dieses Verfahren, das mit einer übersättigten Tropinlösung bei 15’C und mit einer Reaktionszeit von 4 bis 7 Tagen erfolgt, ist jedoch nicht in technischem Maßstab durchführbar, da unter diesen Reaktionsbedingungen die für die Reaktion nötige Tropinkonzentration nicht stabil gehalten werden kann, weil das Tropin spontan ausfällt und damit der Weiterreaktion entzogen wird. Auch eine Homogenisierung des ausgefallenen Tropins, beispielsweise durch einen Inline-Homogenisator, brachte keine spürbare Verbesserung.

Es ist auch bekannt die Demethylierung durch Austausch der Methylgruppe gegen eine N-AIkoxycar-bonylgruppe und anschließender Hydrolyse des Alkoxycarbamats durchzuführen (J.C. Kirn, Org.Prep.Proc.lnt, 9, t-4 (1977). Im Falle von 8-Ethoxycarbonyinortropin beträgt die beste in der Literatur zu findende Ausbeute an Nortropin 16%, bezogen auf Tropin (G.Kraiss, K.Nador, Tetr.Lett-, 1971, S.7,8). Später wurde sogar berichtet daß die saure oder alkalische Spaltung von 8-Ethoxycarbonylnortropin nicht möglich sei (T.A.Monzka, J.D.Matiskella, R.A.Partyka, Tetr.Lett., 1974, S.1325-1327). 2

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Die Herstellung von Azoniaspironortropanderivaten durch Quaternisierung und Veresterung bzw. durch die umgekehrte Reaktionsfolge ist aus der DE-PS 1 194 422 und aus Arzneimittelforschung 17, 714-719 (1967) bekannt (Stufe b und c bzw. Stufe b' und c’). Die Hydroxygruppe des Nortropins bzw. der entsprechenden Azoniaspiroverbindungen wird dabei durch Umsetzung mit den entsprechenden Säurechloriden verestert, wobei die OH-Gruppe von Hydroxycarbonsäuren und ggf. die NH-Gruppe des Nortropins geschützt sein muß. Der Nachteil der in diesen Publikationen beschriebenen Verfahren liegt in der schlechten Ausbeute, wobei die Veresterung des Nortropins (Stufe b') und die anschließende Umsetzung mit einem Dihalogenid (Stufe c') zudem zwei weitere Reaktionsschritte erfordert. Aus Chem.Ber. 95, 1284-1297 (1962) ist seit langem bekannt, als Reagens zur Veresterung von Alkoholen Säureimidazoiide zu verwenden. Insbesondere die DE-OS 2 003 680 beschreibt die Umsetzung von Benzilsäureimidazolid mit Alkoholen oder Thioalkoholen, die eine tertiäre Aminogruppe enthalten.

Aufgabe der Erfindung .war es deshalb, ein in technischem Maßstab durchführbares Verfahren zur Herstellung von Azoniaspironortropanolester zu schaffen, das es erlaubt, diese Verbindungen in einfacher Weise mit guter Ausbeute herzusteilen. Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß sich Azoniaspironortropanolester in guter Ausbeute herstelien lassen, wenn man die Demethylierung von Tropin in Gegenwart eines Ci-C3-Chloralkans, das eine CCI3-Gruppe aufweist, durchführt, das so erhaltene Nortropin mit Dihalogeniden in Gegenwart von Aminen alkyliert und die entsprechende Azoniaspiroverbindung durch Umsetzung mit einem Säureimidazo-lid in Gegenwart eines Katalysators verestert.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Azoniaspironortropanolestern der allgemeinen Formel I:

worin R einen der folgenden Reste bedeutet: a) einen Alkylenrest der allgemeinen Formel: -icy* ?3 CH-(CH2)n· (a), worin R3 ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl-, Benzyl- Aryl- oder Alkoxy carbonylgruppe bedeutet und n für eine ganze Zahl von 1 bis 4 steht, b) einen Alkenylenrest der allgemeinen Formel: 3

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-'CH2>n

\(CH2>n worin R* und Rs, die gleich oder verschieden sein können, ein Wasserstoffatom oder einen Alkyl- oder Alkenylrest bedeuten, und n für eine ganze Zahl von 1 bis 4 steht, c) einen Azaalkyienrest der allgemeinen Formel: h -(CH2)n-N-(CH2)n- (c>' worin R6 ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-,Alkoxycarbonyl- oder Acylgruppe bedeutet und n für eine ganze Zahl von 2 bis 4 steht, d) einen Oxaalkylenrest der allgemeinen Formel: -(CH2)n-0-(CH2)n- (d), worin n für eine ganze Zahl von 2 bis 4 steht, e) einen Epoxyalkylenrest der Formel - CH-, - CH — CH - CH~ 2 f) einen o-Phenylenrest der allgemeinen Formel:

g) einen peri-Naphthylenrest der allgemeinen Formel:

(g> r und h) einen 2,3-Chinoxalinenrest der allgemeinen Formel: 4

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(h) , wobei in den Formeln (f) bis (h) die Reste X und Y unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder 15 einen Alkyl- oder Alkoxyrest bedeuten,

Ri und R2, die gleich oder verschieden sein können, ein Wasserstoff- oder Halogenatom oder einen Alkyl-, Alkoxy-, Alkoyl-, Cyclohexyl-, Phenyl-, Alkylphenyl-, Aikoxyphenyl-, Halogenphenyl-, Thienyl- oder Furylrest bedeuten, wobei die in den genannten Resten enthaltenen Alkylgruppen 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthalten und gerade oder verzweigt sein können, und 20 A® das Anion einer 1- bis 3 wertigen Mineralsäure bedeutet, wobei im Verlaufe des Verfahrens die Reaktionen a) Demethylierung von Tropin zu Nortropin entweder al) durch Oxydation des Tropins in basischer wäßriger Lösung oder a2) durch Umsetzung des Tropins mit einem Chlorameisensäureester in einem inerten Lösungsmittel, 25 b) Umsetzung von Nortropin mit Dihalogeniden in Gegenwart alkalisch wirkender Substanzen in polaren Lösungsmitteln zu den entsprechenden Azoniaverbindungen und c) Veresterung von Hydroxyverbindungen, die zusätzlich eine Aminofunktion enthalten, mit einem Carbonsäureimidazolid in einem dipolar aprotischen Lösungsmittel in Gegenwart eines alkalisch wirkenden Acylierungskatalysators 30 vorgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß man unter Einhaltung der nachgenannten Reihenfolge und Kombination der Verfahrensstufen

A) die Demethylierung von Tropin der Formel II

45 durchführt, indem man das Tropin entweder gemäß Variante a1) in an sich bekannter Weise in Gegenwart eines Ci-C3-Chloralkan$, das mindestens eine CCfe-Gruppe aufweist, oxidiert, oder gemäß Variante a2) in an sich bekannter Weise in Gegenwart eines säurebindenden Mittels zu 8-Alkoxycarbo-nylnortropin umsetzt und dieses in wäßriger Lösung mit einer Base hydrolysiert, 50 und daß man direkt ohne weitere Trennung oder Reinigung B) das im erhaltenen Reakttortsgemisch enthaltene Nortropin der Formel Hl 5 55

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in an sich bekannter Weise in Gegenwart eines sekundären oder tertiären Amins mit einem den oben genannten Resten R mit den Formeln (a) bis (h) entsprechenden Dihaiogeniden bei Raumtemperatur, bevorzugt unter Einhaltung eines Molverhältnisses von Nortropin : Amin : Dihalogenid von 1 : 2 : 4 bis 1 : 1:1, insbesondere von 1 : 2 : 4, einen bis mehrere Tag(e) lang zur Reaktion bringt, danach C) die so erhaltene, ein quaternisiertes Stickstoffatom aufweisende Azonia-Verbindung der allgemeinen Formel IV

worin R und A° die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, mit einem Imidazolid der allgemeinen Formel V

worin Ri und R2 die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, das bevorzugt über längere Zeiträume und/oder stufenweise zugesetzt wird, in einem dipolar aprotischen Lösungsmittel als Suspension in heterogener Reaktion und in Gegenwart eines Acylierungskatalysators vom 4-Dialkylaminpyridin-Typ verestert, D) und daß man für den Fall, daß der Rest R nach Durchlaufen der Stufen B) und/oder C) eine oder mehrere olefinische Doppeibindung(en) im Azoniumring enthält, diese ungesättigten Verbindungen in einem polaren Lösungsmittel mit Hilfe eines Edelmetallkatalysators zu den entsprechenden gesättigten Verbindungen der allgemeinen Formel I, in der R einen Rest der Formel (a) bedeutet hydriert.

STUFEA

Diese Verfahrensstufe ermöglicht die Demethylierung von Tropin auch in technischem Maßstab und ergibt Nortropin in, im Vergleich zum Stand der Technik, beträchtlich höherer Ausbeute. Dabei sind zwei Verfahrensvarianten anwendbar, nämlich die oxidative Demethylierung und die Carbamatmethode. 6

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Die Vorteile der oxidativen Methode beruhen auf der Verwendung eines Ci-C3-Chloralkans mit wenigstens einer CCI3-Gruppe, das in der wäßrigen Phase fein dispergiert ist.

Geeignete Chloralkane sind beispielsweise 1,1,1 -Trichlorethan und 1,1,1-Trichlorpropan, vorzugsweise Chloroform. Die Menge an Chloralkan liegt im Bereich von 1-10 Vol.-%, vorzugsweise 1 - 5 Vol.-% und am bevorzugtesten 2 - 4 Vol.-%. Für die Demethylierung kann man jedes üblicherweise zu diesem Zweck verwendete Oxidationsmittel einsetzen, vorzugsweise kommt jedoch Kaliumhexacyanoferrat III zum Einsatz.

Das Verfahren kann in einem weiten Temperaturbereich durchgeführt werden, beispielsweise im Bereich von O’C bis 100*C, vorzugsweise arbeitet man jedoch bei einer Temperatur von 20 -30-0. Nach beendeter Reaktion wird das Produkt im Gegenstrom extrahiert, vorzugsweise mit dem für die Demethylierung verwendeten Lösungsmittel.

Die oxidative Methode bringt eine beträchtliche Zeitersparnis gegenüber dem bekannten Verfahren mit sich, was die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzlich erhöht.

Vorzugsweise arbeitet man jedoch nach der Carbamatmethode. Zu diesem Zweck bringt man Tropin in einem inerten Lösungsmittel mit einem 4 bis 6fachen Überschuß an einem Chlorameisensäureester, im allgemeinen Chlorameisensäureethylester, zur Reaktion. Als Lösungsmittel verwendet man dabei vorzugsweise einen chlorierten Kohlenwasserstoff, insbesondere Chloroform. Man führt die Reaktion in Gegenwart eines säurebindenden Mittels, vorzugsweise Alkalimetallcarbonate oder -bicarbonate, durch. Man arbeitet bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise im Bereich von 40 - 80 · C.

Das so erhaltene 8-Alkoxycarbonylnortropin wird nach weitgehendem Abdestillieren des Lösungsmittels mit einer Base in wäßriger Lösung hydrolysiert. Als Base verwendet man vorzugsweise Kalium- oder Natriumhydroxid, vorzugsweise mit einem 16 bis 20fachen Überschuß.

Das Nortropin wird aus der wäßrigen Reaktionsmischung, wie oben für die oxidative Demethylierung beschrieben, extrahiert.

Gemäß dem Verfahren der Stufe A läßt sich Nortropin, insbesondere nach der Carbamatmethode, in nahezu quantitativer Ausbeute gewinnen.

STUFE B

Das in Stufe A anfallende rohe Nortropin wird in Stufe B ohne weitere Reinigung, für die gemäß dem Stand der Technik eine 48 ständige kontinuierliche Extraktion und Kristallisation mit Diethyläther erforderlich ist, in Stufe B eingesetzt. Es wurde nämlich überraschenderweise gefunden, daß das in dem rohen Nortropin noch als Verunreinigung vorhandene Tropin unter den Reaktionsbedingungen der Stufe B nicht quaternisiert wird.

Die für die Quaternisierung des Nortropins geeigneten Lösungsmittel sind N,N-Dimethylformamid, Chloroform oder Chloroform/Acetonitril. Mit Dihalogeniden in Gegenwart von sekundären oder tertiären Aminen fallen nach ein- bis mehrtägiger Reaktion bei Raumtemperatur die entsprechenden Azoniaspirover-bindungen in reiner Form und mit hoher Ausbeute an. Vorzugsweise arbeitet man in wasserfreier Lösung und setzt Nortropin, Amin und Dihalogenid in einem Molverhältnis von 1:2:4 ein. Wie bereits erwähnt, ist das in guter Ausbeute anfallende Produkt von hoher Reinheit, so daß eine weitere Reinigungsoperation entfallen kann. Für diese Umsetzung geeignete sekundäre Amine sind beispielsweise Dimethylamin, Diethylamin, Diisopropylamin, Dicyclohexylamin und dergleichen. Geeignete tertiäre Amine sind Trimethylamin, Trieth-ylamin, Pyridin, Chinoiin und dergleichen. Bevorzugt ist Diethylamin.

STUFE C

Sowohl die aus Stufe B erhaltenen Azoniaspiroverbindungen als auch die Carbonsäureirnidazolide sind in dem für derartige Umsetzungen üblicherweise verwendeten wasserfreien, dipolar aprotischen Lösungsmitteln, wie Aceton, Acetonitril, Dimethylformamid, Tetrahydrofuran oder dergl. im allgemeinen schlecht löslich. Versucht man die damit verbundenen Probleme in üblicher Weise durch Erhöhen der Reaktionstemperatur zu überwinden, so sind die daraus resultierenden Produkte mit einem hohen Anteil an Nebenprodukten verunreinigt insbesondere reagieren Carbonsäureirnidazolide, welche eine ungeschützte Hydroxygruppe aufweisen, bei erhöhter Temperatur mit sich selber.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man die Umsetzung einer Verbindung der allgemeinen Formel IV mit einem Carbonsäureimidazolid der allgemeinen Formel V in Gegenwart eines geeigneten Katalysators auch in den oben erwähnten wasserfreien, dipolar aprotischen Lösungsmitteln durchführen kann, indem man die Reaktionspartner in Suspension zur Reaktion bringt. Der Vorteil dieses Verfahrens 7

AT 397 962 B liegt darin, daß die freie Hydroxygruppe in den Carbonsäureimidazoliden nicht geschützt werden muß und daß das Reaktionsprodukt aus den oben erwähnten Lösungsmitteln ausfällt und deshalb in einfacher Form isoliert werden kann. Das Reaktionsprodukt ist nicht, wie zu erwarten wäre, durch einen der in fester Form der Reaktion zugeführten Reaktanden verunreinigt. Darüber hinaus verläuft die Reaktion unter so milden 5 Bedingungen, daß keine auf die Anwesenheit der quartären Ammoniumgruppe zurückzuführende Fragmen-tierungs- und Eliminierungsreaktionen ablaufen. Es können deshalb auch keine entsprechenden Nebenprodukte entstehen.

Als vorteilhaftester Katalysator für dieses Verfahren hat sich 4-(Dimethylamino)-pyridin erwiesen. Diese Verbindung kommt in Mengen von 1 bis 30 Mol %, bezogen auf Benzilsäureimidazolid, vorzugsweise 5 bis io 10 Mol %, zum Einsatz.

Als Lösungsmittel verwendet man die bereits oben erwähnten, wasserfreien, dipolar aprotischen Lösungsmittel. Man führt die Reaktion bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise bei 60 bis 80 *C, durch.

Die Herstellung der bei dieser Umsetzung verwendeten Carbonsäureimidazolide erfolgt in an sich bekannter Weise durch Umsetzung von N,N-Carbonyldiimidazol mit den entsprechenden Carbonsäuren in 15 trockenem Dichlormethan.

Stufe D)

Da bei der Quaternisierung nach Stufe B) mit den an der Doppelbindung substituierten Dihalogeniden, 20 beispielsweise mit bis-1,4-Dichlorbuten, eine viel größere Reaktionsgeschwindigkeit erzielt wird, wie z. B. von 18 Tagen auf 1 Stunde, kann es von Vorteil sein, zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I, in der R die Bedeutung eines Restes wie a) hat, beispielsweise Benziloyloxynortropan-8-spiro-T-pyrrolidiniumsalze, den Weg über die entsprechenden ungesättigten Verbindungen mit anschließender katalytischer Hydrierung, entweder nach Durchlaufen der Stufe B) oder der Stufen B) und C), zu wählen. 25 Die Hydrierung der ungesättigten Verbindungen wird in einem polaren Lösungsmittel wie Wasser oder mit einem Alkohol mit 1 bis 4 C-Atomen, eine besondere Ausführungsform hierfür ist Methanol, in Anwesenheit eines Edelmetallkataiysators Platindioxyd oder Paladium auf Aktivkohle durchgeführt.

Bei Verwendung eines ungesättigten Halogenides wird bei der Quaternisierung ein wesentlich geringerer Überschuß an Dihalogeniden verwendet. Das vorzugsweise vorbezeichnete Molverhältnis Nortropin, 30 Amin und Dihalogenid 1 : 2 : 4 bei der Stufe B) kann dann auf 1 : 2 : 2 gebracht werden.

Die gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbindungen besitzen ausgezeichnete spasmoiytische Eigenschaften.

Beispiele für diesbezüglich verwendete Verbindungen sind: 1. Trospiumchlorid [(3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-T-pyrrolidinium)-chIorid] 35 Fp: 258 - 263' C (Zersetzung): FD-MS: m/e = 392 (Molekülkation) IR (KBr) : 7 = 3150, 1735, 1498, 1452, 747 2. 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-1 ’-(3'-pyrrolinium)chlorid FP: 267 ’C: FD-MS: m/, = 390 (Molekülkation) IR (K Br): y = 1722; 1595; 1490; 1445; 741 cm"1 3. 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-2'-iso-indoliniumchlorid 40 Fp: 263 - 265 · C; FD-MS: m/e = 440 (Molekülkation) IR (K Br): y = 1740; 757; 745; 703 cm“1 4. 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro*4'-morpholiniumchlorid

Fp: 225' C (Zersetzung); FD-MS: m/e = 408 (Molekülkation) IR (K Br): 7 = 3410; 3183; 1731; 1492; 703 cm-1 5. Sa-Benziloyloxy-nortropan-S-spiro-l'-pyrrolidinopJ’^'-bl-chinoxaliniumbromid 45 Fp: 205 'C (Zersetzung); FD-MS: m/e = 492 (Molekülkation) IR(K Br): y = 3375; 1730; 1504; 763 cm-1 6. 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-2’-(2'-aza-3H-phenalenium)-bromid

Fp: 322 'C (Zersetzung); FD-MS: m/e = 490 (Molekülkation) IR (K Br): y = 3428; 3240; 1738; 1603; 1497 cm-1 so Beispiel 1 : Herstellung von 3a-Benzi loy loxy-nortropan-8-spin>1 '-pyrrdidtniurn-chlarid

Stufe A: Demethylierung von Troptn zu Nortropin.

In einem 300 I-Rührkessel mit aufgesetztem Rückflußkühler löst man 1,9 kg Tropin (97%ig, entsprechend 1,843 kg Reinsubstanz, entsprechend 13 Mol) in 240 I Chloroform und rührt 5,7 kg Natriumhydrogencarbonatpulver und 5,3 I Ethylchlorformiat ( > 98%ig, entsprechend 6,0 kg, entsprechend 55,7 Mol) ein. 8 55

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Man erhitzt zum Sieden und danach weitere 2 h unter Rückfluß. Der Fortgang der Reaktion wird mittels Dünnschichtchromatographie (Kieselgel 60; Dimethylformamid/Diethylamin/Ethanol/Ethylacetat: 5:10:30:60) verfolgt. Man filtriert das noch heiße Reaktionsgemisch und destilliert das Chloroform ab. Zum Rückstand gibt man eine Lösung von 18 kg Kaliumhydroxid (85%ig) in 90 I Wasser. Man erhitzt zum Sieden und danach noch weitere 9 h unter Rückfluß. Die abgekühlte Lösung wird dann mit einer Karr-Kolonne mit Chloroform extrahiert. Extraktionsbedingungen: "stationäre" Phase ist die leichte Phase (Kalilaugelösung), die mit ca. 14 l/h gefördert wird. Dispergierte Phase ist die schwere Phase (Chloroform), die mit ca. 35-40 l/h gefördert wird. Schüttelfrequenz: 200 Hübe/min.

Temperatur: 26 - 28 *C.

Auf diese Weise wird das gebildete Nortropin nahezu quantitativ aus der Kalilaugelösung extrahiert. Nach dem Abziehen des Lösungsmittels wird das Rohprodukt ohne weitere Reinigung in Stufe B eingesetzt.

Man erhält 1,876 kg Nortropin mit einem Gehalt (HPLC: u-Bondapack Cis-Säule; Fließmittel: Metha-nol/Wasser: 1:9 mit PIC-B7) von 87%. Dies entspricht 1,632 kg reinem Nortropin entsprechend einer Ausbeute von 98%.

Stufe B: 3a-Hydroxynortropan-8-spiro-1'-pyrrolidinium-chlorid.

Die Zusammensetzung des Reaktionsgemisches muß auf reines Nortropin bezogen werden. Das Mol-Verhältnis Nortropin:Diethylamin:1,4-Dichlorbutan muß genau 1:2:4 sein.

Man löst das aus Stufe A erhaltene rohe Nortropin (1,186 kg entsprechend 1,632 kg Reinsubstanz entsprechend 12,85 Mol) in 52 I Ν,Ν-Dimethylformamid und gibt 2,665 I Diethylamin (1,876 kg; 25,7 Mol) und 5,736 I 1,4-Dichlorbutan (6,528 kg; 51,4 Mol) zu. Man läßt die Reaktionsmischung 18 Tage bei Raumtempratur stehen. Die ausgeschiedenen Kristalle werden abgesaugt, mit wenig trockenem Acetonitril gewaschen und im Vakuumtrockenschrank bei 50'C getrocknet. Man erhält 2,25 kg (80%, bezogen auf in der ersten Stufe eingesetztes Tropin) reines Produkt mit einem Schmelzpunkt von 250 *C.

Stufe C: Trospiumchlorid [(3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-1 '-pyrrolidinium)-chlorid] a) Benzilsäureimidazolid

Unter Ausschluß von Luftfeuchtigkeit löst man 1,944 kg N,N-Carbonyldiimidazol (12 Mol) in 19,2 I trockenem Dichlormethan. Unter Rühren gibt man bei 15 - 20* C innerhalb von 6 min 2,736 kg trockene Benzilsäure (12 Mol) zu. Man rührt 1 h bei Raumtemperatur. Dabei geht die Benzilsäure zunächst in Lösung, bald darauf beginnt sich das Benzilsäureimidazolid in fester Form abzuscheiden. Man saugt ab und wäscht mit 0,8 I trockenem Dichlormethan. Man erhält 2,4 kg Benzilsäureimidazolid. b) Herstellung der Titelverbindung

In einem 300 I-Rührkessel suspendiert man 1,3 kg der gemäß Stufe B erhaltenen Verbindung in 230 I absolutem Acetonitril und erwärmt auf 78 · C. Dazu gibt man eine Lösung von 74,0 g 4-(Dimethylamino)-pyridin in 2 I absolutem Acetonitril. Dazu gibt man in drei Portionen im Abstand von je 30 min bei 78 * C eine Suspension von 2,086 kg Benzilsäureimidazolid in 9,0 I absolutem Acetonitril. Anschließend rührt man bei 78’C, bis von der ersten Benzilsäureimidazolidzugabe an eine Gesamtreaktionszeit von 4 h erreicht ist. Man kühlt auf 20 · C und rührt über Nacht weiter. Die gebildete Suspension wird abgesaugt und mit etwas Acetonitril gewaschen. Der Rückstand sowie durch Einengen der Mutterlauge gewonnenes weiteres Produkt (insgesamt 2,14 kg) werden aus Isopropanol umkristallisiert. Man erhält 1,78 kg (70%) reines Produkt mit einem Schmelzpunkt von 258 - 263 · C (Zersetzung). FD-MS : m/e = 392 (Molekülkation) IR (KBr): y = 3150, 1735,1498,1452, 747

Beispiel 2 : Herstellung von 3a-Benzilaytoxy-nortropan-8-spircKt '-(S'-pyrroliniumj-chiorid

Stufe B: 3a-Hydroxy-nortropan-8-spiro-1'-(3'-pyrrolinium)-chlorid

In eine Lösung aus 635 mg (5 mMol) Nortropin in 9,5 ml Ν,Ν-Dimethylformamid werden 1,05 ml Diethylamin (10 mMol) und 1,05 ml (10 mMol) cis-1,4-Dichlorbuten-2 eingerührt Nach 1 Stunde wird das reine kristalline Produkt abgesaugt Die Mutterlauge wird mit Ethylacetat versetzt bis zu beginnenden Trübung, um weiteres Produkt zu gewinnen. Die Kristalle werden abgesaugt und mit wenig Aceton 9

AT 397 962 B gewaschen.

Ausbeute: 984 mg (91%).

Fp: 204 · C. FD-MS: m/e = 180 (Molekülkation) IR (KBr): v = 3250, 1621 cm-1. 1H-NMR (90 MHz, D20, δ-Werte bezogen auf TSP = 0): δ = 1,7-2,7 (8H; H-2, H-4, H-6, H-7), 3,92 (2H; H-1, H-5), 4,05 (1 Η; H-3), 4,14 u. 4,31 (je 2H; H-2' und H-5'), 5,90 (2H; H-3’, H-4').

Stufe C: 3e-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-1 '-(3'-pyrrolinium)-chlorid 530 mg (2,4 mMol) 3a-Hydroxy-nortropan-8-spiro-1'-(3'-pyrrolinium)-chlorid werden in 353 ml absolutem Aceton suspendiert und mit 14 mg (0,12 mMol) 4-Dimethylamino-pyridin und 678 mg (2,4 mMol) Benzilsäu-reimidazolid im Autoklaven 23 h bei 70 * C gerührt. Das Produkt kristallisiert beim Abkühien auf Raumtemperatur aus dem Reaktionsgemisch aus. Es wird abgesaugt und mit wenig Aceton gewaschen.

Ausbeute: 650 mg (62%).

Fp: 267 · C. FD-MS: m/e = 390 (Molekülkation). IR (KBr): « = 1722, 1595, 1490, 1445, 741 cm-1 2. 1H-NMR (90 MHz, D2 O, δ-Werte bezogen auf TSP = 0): 1,3-2,8 (8H; H-2, H-4, H-6, H-7), 3,85 (2H; H-1, H-5), 4,09 und 4,37, (je 2H; H-2' und H-5’), 5,24 (1H; H-3), 5,95 (2H; H-3’, H-4'), 7,44 (1oH; aromat. Protonen d. Benzilsäure).

Stufe D: Überführung von 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-r-(3'-pyrrolinium)-chlorid in 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-1 ’-pyrrolidinium-chlorid 500 mg 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-1'-(3'-pyrrolinium)-chlorid werden in 15 ml Methanol gelöst und nach Zugabe einer Spatelspitze Platindioxid bei Normaldruck und bei 25 * C Temperatur bis zum Ende der Wasserstoffaufnahme hydriert. Die Hydrierung erfolgt in einer Standard-Apparatur, wie sie z. B. in Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, 4. Aufl., Bd. IV/1c, Georg Thieme Verlag Stuttgart, New York, 1980, S. 33-39, dargestellt ist. Nach Abfiltrieren des Platins wird unter Vakuum zur Trockne gezogen. Die Umsetzung ist nach ’H-NMR-Spektroskopie quantitativ. Die Umkristallisation wird durchgeführt, wie in Beispiel 1, Stufe C, dargestellt.

Beispiel 3 : Herstellung von 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-2'-iso-indoliniumchlorid 1) 3a-Hydroxy-nortropan-8-spiro-2’-isoindoliniumchlorid 10 1 1,27 g (10 mMol) Nortropin werden in 7 ml Chloroform gelöst und mit 1,46 g (20 mMol) Diethylamin und 7 g (40 mMol) 1,2-Bis-(chlormethyi)-benzol versetzt.

Die klare Reaktionslösung wird 24 h bei Raumtemperatur verschlossen stehen gelassen. Dann wird auf die Hälfte eingeengt und mit Ethylacetat versetzt, um die Kristallisation einzuleiten. Die Kristalle werden abgesaugt und aus isopropanol/Ethylacetat umkristallisiert.

Ausbeute: 1 g (38%).

Fp: 245 - 247 · C. FD-MS: m/e = 230 (Molekülkation). IR (KBr): r = 3168, 757, 742 cm"2. 2 H-NMR (250 MHz, D20, δ-Werte bezogen auf T$P=0): 2,09 (2H; H-6a, H-7a), 2,40 - 2,67 (4H; H-2, H-4), 2,59 (2H; H-6b, H-7b), 4,03 (2H; H-1, H-5), 4,24 (1H; H-3), 4,82 und 4,99 (4H; H-1’ und H-3’), 7,47 (4H; H-4* bis H-7). 2) 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-2,-tso-tndoliniumdT(orid 1,33 g (5 mMol) 3e-Hydroxy-nortropan-8-spiro-1'-iso-indoliniumchlorid werden in 210 ml absolutem Acetonitril suspendiert und auf 78* C erwärmt Unter Rühren werden zunächst 62 mg (0,5 mMol) 4-Dimethylaminopyridin, dann innerhalb von 2,5 h portionsweise 3,2 g (11,5 mMol) Benzilsäureimidazolid eingerührt Es wird 5,5 h bei 78* C nachgerührt, dann auf 22* C abgekühlt und über Nacht weitergerührt. Die Lösung wird auf 1/4 des Volumens eingeengt und das Produkt durch Zugabe von Ethylacetat zum Kristallisieren gebracht

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Ausbeute: 1,3 g (54%).

Fp: 263 - 265 * C. FD-MS: "7e = 440 (Molekülkation). IR (KBr): v - 1740, 757, 745, 703 cm"1. 5 1H-NMR (250 MHz, D20, δ-Werte bezogen auf TSP = 0): 1,57 (2H; H-6a, H-7a), 2,03 (2H; H-2a, H-4a), 2,07 (2H; H-6b, H-7b), 2,70 (2H, H-2b, H-4b), 3,86 (2H; H-1, H-5), 4,69 und 4,96 (4H; H-1' und H-3'), 5,32 (1 Η; H-3), 7,40 - 7,51 (14H, H-4' bis H-7' und aromat. Protonen der Benzilsäure). io Beispiel 4 : Herstellung von 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-4’-morpholiniumchlorid 1) 3a-Hydroxy-nortropan-8-spiro-4'-morpholiniumchlorid 15 In eine Lösung aus 7,2 g (56,6 mMol) Nortropin und 70 ml Chloroform werden 11,8 ml (113,2 mMol) Diethylamin und 26,6 ml (226,5 mMol) 2,2'-Dichlordiethylether eingerührt. Die klare Reaktionslösung wird 3 Tage verschlossen bei Raumtemperatur stehengelassen. Das ausgeschiedene ÖI-Kristall-Gemisch-wird homogenisiert und über Nacht bei 0°C durchkristafiisiert. Die Kristalle werden abgesaugt, mit wenig Chloroform gewaschen und 2 h unter Vakuum bei 40 °C getrocknet. Durch Einengen der Mutterlauge 20 und Behandeln mit Ethylacetat wird zusätzliche Substanz gewonnen.

Ausbeute: 12,5 g (95%).

Schmp: 274 - 276’C (Zers.). FD-MS: m/e = 198 (Molekülkation). IR (KBr):, = 3320, 892 cm-1 25 1H-NMR (250 MHz, D20, δ-Werte bezogen auf TSP = O): 2,00 (2H; H-6a, H-7a), 2,22 - 2,62 (6H; H-2, H-4, H-6b, H-7b), 3,50 und 3,65 (4H; H-2' und H-6'), 4,01 und 4,08 (4H; H-2' und H-6'), 4,18 (1H; H-3), 4,22 (2H; H-1 und H-5). 2) 3g-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-4'-morpholiniumchlorid 7,5 g (32 mMol) 3a-Hydroxy-nortropan-8-spiro-4'-morpholiniumchlorid werden in 650 ml absolutem 30 Acetonitril suspendiert und mit 0,587 g (4,8 mMol) 4-(Dimethylamino)-pyridin versetzt. Bei 79 · C werden unter Rühren 26 g (92,8 mMol) Benzilsäureimidazolid portionsweise innerhalb 3 h zugegeben. Man läßt das Reaktionsgemisch 7 Tage bei Raumtemperatur stehen und saugt dann das reine kristalline Produkt ab. Die Kristalle werden 2 h bei 40 · C unter Vakuum getrocknet.

Ausbeute: 8,4 g (60%). 35 Schmp: 225 ° C (Zers.). FD-MS: m/e = 408 (Molekülkation). IR (KBr): v = 3410, 3183, 1731, 1492, 703 cm'1. Ή-NMR (250 MHz, D20, δ-Werte bezogen auf TSP = 0): 1,51 (2H; H-6a, H-7a), 2,00 (4H; H-2a, H-4a, H-6b, H-7b), 2,63 (2H; H-2b, H-4b), 3,38 und 3,64 (4H; H-2' 40 und H-6'), 3.99 und 4,04 (4H; H-3' und H-5’), 4,09 (2H; H-1, H-5), 5,30 (1H; H-3), 7,46 (10H; aromat. Protonen der Benzilsäure).

Beispiel 5 : Herstellung von 45 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-1'-pyrrolidino-(3',4,-b]-chinoxaliniumbromid 1) 3g-Hydroxy-notropan-8-spiro-1 '-pyrrolidino-[3',4'-b]-chinoxaliniumbromid

In eine Lösung aus 5,57g(43,6 mMol) Nortropin und 100 ml Chloroform werden 4,58 ml (43,6 mMol) Diethylamin und 13,85 g (43,6 mMol) 2,3-Bis-(brommethyl)-chinoxalin eingerührt. Das warmgewordene so Reaktionsgemisch wird auf 20* C abgekühlt wobei das Produkt in kristalliner Form anfälit Es wird abgesaugt, mit Chloroform gewaschen und 22 h bei 55 *C im Vakuum getrocknet Ausbeute: tt.t g (71%).

Schmp: 283 *C (Zers.). FD-MS: ro/e = 282 (Molekülkation). 55 IR (KBr): * = 3345,1504, 773 cm-1. Ή-NMR (250 MHz, D2O, δ-Werte bezogen auf TSP=0): 2,21 (2H; H-6a, H-7a), 2,53 - 2,89 (6H; H-2, H-4, H-6b, H-7b) 4,29 (2H; H-1 und H-5), 4,31 (1H; H-3), 5,21 und 5,41 (je 2H; H-2' und H-5’), 7,94 - 8,05 (2H; Chinoxalin-o-Protonen), 8,11 - 8,22 (2H; Chinoxaiin-m- 11

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Protonen). 2) 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-1'-pyrrolidino-[3',4'-b]-chinoxaliniumbromid 5 g (1,39 mMoI) 3a-Hydroxy-nortropan-8-spiro-1'-pyrrolidino-[3’,4'-b]'Chinoxaliniumbromid werden in 130 ml trockenem Dimethylsulfoxid und 100 ml trockenem Acetonitril suspendiert. Nach Zugabe von 0,26 g 5 (2,09 mMol) 4-Dimethylaminopyridin wird auf 78 *C erwärmt. Unter kräftigem Rühren werden in Abstän den von je 30 min 7,74 g (27,8 mMol) Benzilsäureimidazolid in drei Portionen zugegeben. Man rührt weitere 2,5 h bei 78 "C. Das Reaktionsgemisch wird auf 20 °C abgekühlt und filtriert. Der Filterrückstand wird verworfen. Das Filtrat wird bei ca. 0,2 mbar zur Trockene eingeengt. Der Rückstand wird mit 500 ml siedendem Isopropanol extrahiert und heiß filtriert. Der Filterrückstand wird verworfen. Das Filtrat wird auf io 200 ml eingeengt. Das Produkt kristallisiert bei Raumtemperatur über Nacht aus. Es wird abgesaugt, mit kaltem Isopropanol gewaschen und 2 h bei 55 · C im Vakuum getrocknet.

Ausbeute: 3,5 g (44%).

Schmp: 205 * C (Zers.) FD-MS: m/e = 492 (Molekülkation). 15 IR (KBr): v = 3375, 1730, 1504, 763 cm"1. 1H-NMR (250 MHz, CDCI3/CD3OD - 3:1, «-Werte bezogen auf TMS = 0): 1,78 (2H; H-6a, H-7a), 2,08 (2H; H-2a, H-4a), 2,20 (2H; H-6b, H-7b), 2,85 (2H; H-2b, H-4b), 4,23 (2H; H-1, H-5), 4,62 (4H; H-2\ H-5’), 5,35 (1H; H-3), 7,30 - 7,48 (10H; Benzilsäure-Protonen), 7,84 - 7,97 (2H, Chinoxaiin-o-Protonen), 8,07 - 8,22 (2H; Chinoxalin-m-Protonen). 20

Beispiel 6 : Herstellung von 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-2'-(2’-aza-3H-phenalenium)-bromid 25 1) In eine Lösung aus 1,62 g (12,7 mMol) Nortropin und 75 ml N,N-Dimethylformamid werden 1,33 ml (12,7 mMol) Diethylamin und 4 g (12,7 mMol) 1,8-Bis-(brommethyl)-naphthalin eingerührt. Aus dem leicht warm gewordenen Reaktionsgemisch kristallisiert das Produkt innerhalb von 2 h aus. Es wird abgesaugt, mit wenig Ν,Ν-Dimethylformamid gewaschen und 2 h bei 55 * C im Vakuum getrocknet.

Ausbeute: 3,5 g (76%). 30 Schmp: 330 * C (Zers.). FD-MS: m/e = 280 (Molekülkation). IR (KBr): v = 3410, 1604,1512 cm"1. ’H-NMR (250 MHz, CDCI3/CD3OD - 3:1, δ-Werte bezogen auf TMS = 0): 2,02 (2H; H-6a, H-7a), 2,39 - 2,85 (6H; H-2, H-4, H-6b, H-7b), 3,92 (2H; H-1, H-5), 4,28 (1 Η; H-3), 5,01 35 und 5,16 (4H; H-1' und H-3’), 7,51 - 7,64 (4H; H-5', H-6\ H-7\ H-8'), 7,93 (2H; H-4’, H-9’). 2) 3g-Benziloyloxy-notropan-8-spiro-2'-(2'-aza-3H-phenolenium)-bromid 2,95 g (8,2 mMol) 3a-Hydroxy-nortropan-8-spiro-2'-(2'-aza-3H-phenolenium)-bromid werden in 1660 ml trockenem Acetonitril und 160 ml trockenem Ν,Ν-Dimethylformamid suspendiert. Nach Zugabe von 152 mg (1,2 mMol) 4-Dimethylaminopyridin wird auf 78 ”C erwärmt. Unter kräftigem Rühren werden in 40 Abständen von je 30 min 4,56 g (16,4 mMol) Benzilsäureimidazolid in drei Portionen zugegeben. 2,5 h wird bei 78 °C nachgerührt und dann das Reaktionsgemisch auf die Hälfte eingeengt. Das ausgefallene Rohprodukt wird bei 20 *C abgesaugt und in Methanol suspendiert. Der in Methanol unlösliche Anteil wird abfiltriert und verworfen. Das Filtrat wird bis zur einsetzenden Kristallisation des Produkts eingeengt. Nach Kristallisation über Nacht bei Raumtemperatur wird abgesaugt und 2 h bei 55 eC im Vakuum 45 getrocknet.

Ausbeute: 2,1 g (42%).

Schmp: 322 · C (Zers.) FD-MS: m/e = 490 (Molekülkation). IR (KBr): v = 3428, 3240, 1738, 1603, 1497 cm“1. 50 1H-NMR (250 MHz, CDCI3/CD3OD = 3:1, δ-Werte bezogen auf TMS=O): 1,75 (2H; H-6a, H-7a), t,94 (2H; H-2a, H-4a), 2,20 (2H; H-6b, H-7b>, 2,80 (2H; H-2b, H-4b), 3,85 (2H: H-1, H-5), 4,93 und 5,19 (je 2H; H-1' und H-3'), 5,45 (tH; H-3), 7,3t - 7,46 (tOH; Benzilsäurepratort), 7,47 -7,67 (4H; H-5’, H-6\ H-7\ H-8’), 7,93 (2H; H-4’, H-9’).

Auf analoge Weise werden die weiteren Verbindungen der Formel l hergesteilt. 12 55

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Beispiel 7 : Herstellung von 3 a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-1'-(4'-methyl-)-piperidiniumchlorid 1) 3 g-Hydroxy-nortropan-8-spiro-1'-(4'-methyl-)-piperidiniumchlorid 7,62 g (0,06 Mol) Nortropin werden in 200 ml absolutem Ν,Ν-Dimethylformamid gelöst. Nach dem Einrühren von 8,76 g (0,12 Mol) Diethylamin und 37,18 g (0,24 Mol) 1,5-Dichlor-3-methylpentan wird das Reaktionsgemisch verschlossen 18 Tage bei Raumtemperatur stehen gelassen. Die ausgeschiedenen Kristalle werden abgesaugt, mit wenig trockenem Acetonitril gewaschen und im Vakuumtrockenschrank bei 50 * C getrocknet. Man erhält 7,84 g (53 %) reines Produkt.

Fp: 290 'C (Zers.) FD-MS: m/e = 210 (Molekülkation) IR (KBr): 7 = 3190 cm~1 1H-NMR (250 MHz, D20,5-Werte in ppm, bezogen auf TSP = O): 1,01 (m; 3H; CH3); 1,37 2,02 (m; 7H; H-6a, H-7a, H-3\ H-4\ H-5'); 2,20 2,52 (m; 5H; H-2a, H-4a, H-6b, H-7b, OH); 2,60 und 2,67 (2 x t; 2H; H-2b und H-4b); 3,10, 3,20, 3,63 und 3,74 (4 x m; 4H; H-2' und H-6'), 3,76 und 4,24 (2 x m; 2H; H-1 und H-5); 4,19 (t; 1 Η; H-3) 2) 3 «-Benziloyloxy-noitropan-8-spiro-T-(4'-methyl-)-piperidiniumchlorid 7,37 g (30 mMol) 3 α -Hydroxy-nortropan-8-spiro-1'-(4'-methyl-)-piperidiniumchlorid werden in 650 ml absolutem Acetonitril suspendiert und unter Rühren auf 78 *C erwärmt. Bei dieser Temperatur werden zunächst 587 mg (4,8 mMol) 4-(Dimethyl-amino)-pyridin, dann innerhalb von 2 Stunden 13,35 g (48 mMol) Benzilsäureimidazolid in 4 etwa gleichen Portionen eingerührt. Man rührt noch 1,5 Stunden bei 78 • C nach und läßt dann das Reaktionsgemisch über Nacht ohne Rühren auf Raumtemperatur abkühlen. Man saugt das kristalline Produkt ab und wäscht mit wenig Aceton nach. Das Rohkristallisat wird aus trockenem Isopropanol umkristallisiert. Die reinen Kristalle werden 2 Stunden bei 40 * C unter Vakuum getrocknet.

Ausbeute: 9,56 g (70 %) als 1 :1 Mischkristallisat mit Isopropanol

Smp: 256 - 259 ’C FD-MS: m/e = 420 (Molekülkation) IR (KBr): 7 = 1735 cm-1 1H-NMR (250 MHz, D2O, 5-Werte in ppm, bezogen auf TSP = O): 0,98 (m; 3H; CH3), 1,30 - 1,65 (m; 4H; H-6a, H-7a, H-3'a, H-5'a), 1,65 - 2,03 (m; 7H; H-2a, H-4a, H-6b, H-7b, H-3'b, H-4', H-5'b), 2,52 und 2,72 (m; 2H; H-2b, H-4b), 3,02, 3,19, 3,47, 3,72 (t, t; d, d; 4H; H-2' und H-6’), 3,62 und 4,10 (m, m; 2H; H-1 und H-5), 5,30 (t; 1H; H-3), 7,40 - 7,50 (m; 10H; aromatische Protonen).

Beispiel 8 : Herstellung von 3 e-(4,4'-Difluor-)benziloyloxynortropan-8-spiro-1'-pyrrolidiniumchlorid 2,17 g (0,01 Mol) 3 «-Hydroxynortropan-8-spiro-1-pyrrolidiniumchlorid wird mit 2,02 g (0,01 Mol) Heptan-1-sulfonsäure-Natriumsalz unter Erwärmen in 500 ml absolutem Acetonitril in Lösung gebracht. Nach Abkühlen auf 25 - 27 °C wird unter Feuchtigkeitsausschiuß vom Natriumchloridniederschlag abgesaugt. Die Lösung wird mit 0,125 g 4-(Dimethylamino)pyridin versetzt in ein Reaktionsgefäß überführt, das mit einem Rührkolben verbunden ist, in dem 4,4'-Difluorbenzilsäureimidazolid hergestellt wird. Dieser Rührkolben ist mit 2 Tropftrichtern versehen. In den einen Tropftrichter werden 2,64 g (0,01 Mol) 4,4'-Difluor-benzilsäure (Herstellung analog W. Rothweiler, Dt. OL 2 034 943 vom 14.07.1970), gelöst in 100 ml absolutem Acetonitril, gebracht. In den anderen Tropftrichter wird eine Lösung von 2,43 g (0,015 Mol) N,N-Carbonyi-diimidazol in 150 ml absolutem Acetonitril gebracht Man läßt von jeder der beiden Lösungen gleichzeitig unter Rühren etwa ’A des Volumens in den Rührkolben laufen, rührt dann t5 Minuten nach und überführt die entstandene Imidazolidlösung unter striktem Feuchtigkeitsausschluß in das Fteaktionsgefäß, in dem die 3 e -Hydroxynortropan-8-spirQ-1r-pyrrolidinium-heptansulfonat-lösung bei Raumtemperatur gerührt wird. Dieser Vorgang wird noch dreimal wiederholt, bis alle Reaktanden vereinigt sind. Dann wird 2 Stunden zum Sieden unter Rückfluß erhitzt danach über Nacht auf Raumtemperatur abgekühit.

Das Reaktionsgemisch wird am Rotationsverdampfer unter Vakuum zur Trockne gezogen. Der Rückstand wird über eine Kieselgelsäule (z. B. Kieselgel 60, 0,063 - 0,200 mm, Merck Nr. 7734) chromatographisch gereinigt. Mobile Phase: 1,2-Dichlorethan : Essigsäure : Methanol: Wasser, 57 : 23 :13 : 7 (ν,ν,ν,ν). Ausbeute: 870 mg (14 %) 3 a-(4,4'-Difiuor-)benziloyloxynortropan-8-spiro-1'-pyrrolidinium heptansulfonat. Nach Passage einer Säule, die mit einem stark basischen Ionenaustauscher in der Chloridform (z. B. 13

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Lewatit® MP500) gepackt ist, erhält man die Titelverbindung. Das Rohprodukt wird aus Isopropanol umkristallisiert, mit Ethylacetat gewaschen und bis zur Gewichtskonstanz bis 40 *C unter Vakuum getrocknet.

Ausbeute: 470 mg als 1 :1 Mischkristallisat mit Isopropanol 5 Fp: 242 - 245 * C FD-MS: m/e = 428 (Molekülkation) IR (KBr): y = 1508,1603, 1733 cm'1 ’H-NMR (250 MHz, D20, δ-Werte in ppm, bezogen auf TSP = O): 1,44 - 1,57 (m; 2H; H-6a, H-7a), 2,00 - 2.20 (m; 8H; H-2a, H-4a, H-6b, H-7b, H-3', H-4’), 2,57 und 2,64 (2 x m; 2H; H-2b und H-4b), 3,38 und 3,60 io (2 x m; 4H; H-2’, H-5’), 3,73 (m; 2H; H-1, H-5), 5,27 (t; 1 Η; H-3), 7,19 und 7,42 (2 x m; 8H; aromatische

Protonen).

Beispiel 9 : Herstellung von 75 3 a-(4,4'-Dimethyl-)benziioyloxynortropan-8-spiro-1 ’-pyrrolidiniumchlorid

Es wird nach Beispiel 8 verfahren, jedoch wird an Stelle von 4,4'-Difluor-benzilsäure 4,4'-Dimethylben-zilsäure (Herstellung analog J. G. Cannon; J. Org. Chem. 25, 959 - 962 (1960) als Ausgangsstoff eingesetzt. Ausbeute: 1,68 g 20 Fp: 275 *C FD-MS: m/e = 420 (Molekülkation) IR (KBr): y = 1508, 1612 (schwach), 1718 cm-1 1H-NMR (250 MHz, D20, δ-Werte in ppm, bezogen auf TSP = O): 1,47 - 1,51 (m; 2H; H-6a, H-7a), 1,79 - 2.21 (m; 8H; H-2a, H-4a, H-6b, H-7b, H-3’, H-4’), 2,33 (s; 6H; 2 x CH3), 2,48 - 2,66 (m; 2H: H-2b, H-4b), 3,34 25 und 3,58 (2 x m; 4H; H-2’ und H-5'), 3,67 (m; 2H; H-1, H-5), 5,23 (t; 1H; H-3), 7,20 - 7,31 (m: 8H; aromatische Protonen).

Beispiel 10 : Herstellung von 30 3a-(4,4'-Di-n-butyloxybenziloyloxy-)-nortropan-8-spiro-1,-pyrrolidiniumchlorid • Es wird nach Beispiel 8 verfahren, jedoch wird an Stelle von 4,4'-Difluor-benzilsäure 4,4’-Di-n-butyloxy-benzilsäure (Herstellung analog J. G. Cannon, J. Org. Chem. 25, 959 - 962 (1960) als Ausgangsstoff eingesetzt. 35 Ausbeute: 240 mg bei Raumtemperatur zerfließende Kristalle FD-MS: m/e = 536 (Molekülkation) IR (KBr): γ = 1508,1580 (Schwach), 1608, 1734 cm-1 1H-NMR (250 MHz, CDCU, J-Werte in ppm, bezogen auf TMS = O): 0,96 (t; 6H; 2 x CH3 von n-Butyloxy), 1,47 (t, q; 4H; 2 x CH3 von n-Butyloxy-), 1,53 - 1,63 (m; 2H; H-6a, H-7a), 1,76 (t, t; 4H; 2 x CH2 von n-40 Butyloxy-), 1,80 - 2,30 (m; 8H; H-2a, H-4a, H-6b, H-7b, H-3', H-4’), 2,62 - 2,77 (m: 2H; H-2b, H-4b), 3,65 und 3,99 (2 x m; 4H; H-2' und H-5’), 3,94 (t; 4H; 2 x CH2 von n-Butyloxy-), 4,16 (m; 2H; H-1, H-5), 5,28 (t; 1H; H-3), 6,84 und 7,25 ( 2 x d; 8H; aromatische Protonen).

Beispiel 11 : Herstellung von 45 3 a-(4-n-butyloxybenziloyloxy-)nortropan-8-spiro-1'-pyrrolidiniumchlorid

Es wird nach Bespiel 8 verfahren, jedoch wird an Stelle von 4,4'-Difluor-benzilsäure 4-n-butyloxybenzil-säure (Herstellung analog C. D. Shacklett und Η. A. Smith, J. Am. Chem. Soc. 75, 2654- * 2657 (1953) als so Ausgangsstoff eingesetzt.

Ausbeute: 250 mg Fp: 206 *C FD-MS: m/e = 464 (Molekülkation) IR (KBr): y = 1512,1609, 1742 cm~1 55 1H-NMR (250 MHz, CDCU, δ-Werte in ppm, bezogen auf TMS = O): 0,97 (f 3H; CH3 von n-Butyloxy), 1,50 (t, q; 2H; CH2 von n-Butyloxy), 1.56 - 1,64 (m; 2H; H-6a, H-7a), 1,77 (t, t; 2H; CH2 von n-Butyloxy), 1,84 -2,45 (m: 8H; H-2a, H-4a, H-6b, H-7b, H-3', H-4'), 2,65 - 2,85 (m; 2H; H-2b, H-4b), 3,58 und 3,95 (2 x m; 4H; H-2’ und H-5'), 3,95 (t; 2H; CH2 von n-Butyloxy), 4,08 (m; 2H; H-1 und H-5), 5,30 (t; 1H; H-3), 6,84 (d) und 14

AT 397 962 B 7,26 - 7,37 (m; 9H; aromatische Protonen).

Folgende erfindungsgemäß hergestellte Verbindungen wurden auf spasmolytische Wirksamkeit getestet:

Verbindung hergestellt gemäß Beispiel: 5 2 = 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-1'-(3'-pyrrolinium)-chlorid 3 = 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-2'-iso-indolinium-chlorid 4 = 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-4'-morpholinium-chlorid 5 = 3a-Benziloy(oxy-nortropan-8-spiro-1 '-pyrrolidino-[3’,4',b]-chinoxalinium-bromid 6 = 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-2'-(2'-aza-3H-phenalenium)-bromid io Ais bekannte Vergleichsverbindung wurde Trospiumchlorid (Verbindung des Beispiels 1) verwendet.

Der Versuch wurde am isolierten Rattendarm durchgeführt.

Tiermaterial 15 Tierart: Ratte

Substanzen, Dosierungen

Prüfsubstanzen: 20 Verbindungen der Beispiele 1 bis 6: 25 Lösungsmittel: Konzentration: Applikationsvolumen: Einwirkzeit vor Spasmodicumgabe: Gesamteinwirkzeit: A. demin. 1,185 x 10-8 g/ml Badgefäßinhalt (gegen Carbachol) 0,25 ml 3 min 8 min Weitere Substanzen 30 Kennzeichnung: Carbamoylcholin (Carbachol)-hydrochlorid Fa. Merck, Darmstadt Art. Nr. 500 940 Summenformel: C6Hi5CIN202 Lösungsmittel: A. demin. 35 Konzentrationen: 4 x 10-9 g/ml Badgefäßinhalt 2 x 10-8 g/ml dp. 1 x 10-7 g/ml do. 5x10-7 g/ml ditto 2,5 x 10-6 g/ml do. 40 1.25 x 10-5 g/ml do. 6.25 x 10-5 g/ml do. Applikationsvolumen: 0,25 ml Einwirkzeit: 5 min 45

Versuchsdurchführung

Die Ratte wird durch Nackenschlag getötet. Entlang der Medianlinie wird der Bauchraum eröffnet, ein so ca. 10 cm langes Stück lleum entnommen, sofort in physiologisch temperierte Nährlösung überführt und dann in tota vorsichtig mit Hilfe einer 10 ml-Spritze 2mal mit Nährlösung zur Beseitigung von Darminhalt durchspült Für den sich anschließenden Versuch werden zwei Darmstücke von 2 cm Länge abgetrennt Als erstes wird eine Dosis-Wirkungsbeziehung des Spasmodikums erstellt Es werden Konzentrationen gewählt, die in geometrischen Abstufungen um den Faktor 5 spasmodische Effekte von > 10 % bis 100 % 55 aufweisen, wobei der 100 %-Effekt als Grenzkonzentration zu verstehen ist Eine vollständige Konzentrations-Wirkungskurve wird an einem Darmstück erstellt Nach Erstellen der Konzentrations-Wirkungsbeziehung des Spasmodicums wird die antagonistische Wirkstärke der zu testenden Substanz überprüft. 15

AT 397 962 B

Auswertung

Es werden für jede Konzentration in g/ml die arithmetischen Mittelwerte und ihre Standardabweichungen (x % ± s) der spasmodischen Effekte gebildet.

ERGEBNISSE

Ein 50 %iger Spasmus wurde mit Carbachol alleine (Blindversuch) bei einer Konzentration von 4,3 x 10-8 g/ml erzielt.

Bei Anwendung der oben genannten spasmolytisch wirkenden Testsubstanzen in einer Konzentration von 1,18 x 10-8 g/ml wurden zur Auslösung eines 50 %igen Spasmus Carbacholkonzentrationen um 10"6 g/ml benötigt.

Die nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erzeugten Verbindungen von Azoniaspironor-tropanolester sind auch wertvolle Asthmatherapeutika und Broncholytika.

Zur Bestätigung der Wirksamkeit der erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen werden inhalative Provokationen mit einem cholinerg wirksamen Aerosol am wachen Meerschweinchen vorgenommen.

Dabei antagonisieren 3 x 10-7 mol kg-1 Wirkstoff einen durch Acetyl-j8-methylcholinchlorid-Aerosol bedingte asthmatoide Atmungserschwemis 15 Minuten nach intraperitonealer Applikation. Die therapeutische Wirksamkeit der erfindungsgemäß hergestellten Wirkstoffe ist deutlich stärker als die äquimolarer Dosen von Referenzsubstanzen wie Atropin und Isoproterenol.

Methode

Tiermaterial

Tierart: Meerschweinchen 16

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Substanzen, Dosierung, Applikationsart

Prüfsubstanz Kennzeichnung: Charge: Dosis: Applikationsart: Kennzeichnung: Charge: Dosis: Applikationsart: Trospiumchlorid MP 194 (MG = 428) 9045 3 x 10"7 Mol ml-1 kg-1 intraperitoneal Dehydrotrospiumchlorid WG 71 (MG = 426) 840720 3 x 10“7 Mol ml-1 kg-1 intraperitoneal Referenzsubstanz Kennzeichnung: Dosis: Applikationsart: Kennzeichnung: Dosis: Applikationsart: Atropin HCl (Serva; MG = 325,8) 3 x 10-7 mol ml-1 kg-1 intraperitoneal Isoproterenol (Fluka: MG = 247,72) 3 x 10“7 Mol ml-' kg“1 intraperitoneal Kontrollsubstanz Kennzeichnung: Dosis: Applikationsart: physiologische Kochsalzlösung 1 ml kg-1 intraperitoneal Weitere Substanzen Kennzeichnung: Acetyl-tf-methylcholinchlorid (Sigma: MG = 195,7) Konzentrationen: 0,0316 g x 100 ml-1 Aqua bidest. 0,0562 g x 100 ml-1 Aqua bidest. 0,1 g x 100 ml-1 Aqua bidest. 0,178 g x 100 ml-1 Aqua bidest. 0,316 g x 100 ml-1 Aqua bidest. 0,562 g x 100 ml-1 Aqua bidest. Applikationsart: 0,5 ml min-1 per inhalationem

Gruppierung

Zuteilung zu den Gruppen: zufällig Tierzahl pro Gruppe: 10 Gruppeneinteilung: nach Möglichkeit werden an einem Tag Tiere der Versuchs- und Kontrollgruppe in den Versuch genommen.

Versuchsdurchführung

Die für einen Versuch vorgesehenen Meerschweinchen werden nach ihrer mindestens 8 Tage dauernden Eingewöhnungszeit zweimal einem Aerosol von 0,1 %iger Acetyl-ß-methylcholinchloridtösung ausgesetzt, da die Tiere erfahrungsgemäß während der ersten beiden inhalativen Provokationen mit deutlicheren Atmungsstörungen reagieren als bei den darauffolgenden (Adaptation). Wird bei beiden Inhaiationsphasen eine Unempfindlichkeit (Fehlen der Atmungsstörung) gegenüber der Exposition beobachtet, werden diese Tiere vom eigentlichen Versuch ausgeschlossen. 17

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Zwecks Aerosolprovokation werden die Meerschweinchen einzeln in eine Inhalationskammer (s. 3.6.) verbracht, in der 0,5 ml Lösung in der Minute mittels einer Spezialdüse (Fa. Rhema, Hofheim) als Tröpfchenaerosol vernebelt wird. Abhängig von der Wirkstoffkonzentration sowie einer evtl, erfolgten Vorbehandlung führt die Aerosolexposition zu einer mehr oder weniger ausgeprägten Dyspnoe, zu Hustenanfällen und - schließlich - zu Asphyxie und Bewußtlosigkeit im Anschluß an unterschiedlich starke tonischklonische Krämpfe. Mit Hilfe einer Stoppuhr (Fa. Hanhart) wird die Zeit vom Inhalationsbeginn bis zum Auftreten des asphyktischen Zustandes registriert; die Tiere werden umgehend aus der Inhalationskammer entfernt und erholen sich in der Regel innerhalb kürzester Zeit (Wiedererlangen des Bewußtseins und Normalisierung der Atmung). Tritt innerhalb von 180 sec keine Dyspnoe ein, wird die Inhalation abgebrochen.

Um die Schutzwirkung der Prüf- bzw. Referenzsubstanzen darzustellen, werden die Tiere im Versuch 15 min vor Inhalationsbeginn entsprechend ihrem Körpergewicht mit diesen Substanzen vorbehandelt (Kontrolltiere entsprechend mit isoton. NaCI-Lösung) und logarithmisch abgestuften Acetyl-jS-methylcholin-chlorid-Aerosolkonzentrationen ausgesetzt. Pro Versuchstag wird eine Aerosolkonzentration geprüft; der Abstand zwischen den einzelnen Aerosolprovokationen beträgt mindestens 1 Woche.

ERGEBNISSE

Die Prüfsubstanzen Trospiumchiorid sowie Dehydrotrospiumchlorid zeigen nach intraperitonealer Applikation einen ausgeprägten broncholytischen Effekt bei den cholinerg induzierten Bronchialkrämpfen am wachen Meerschweinchen. Die mittlere effektive Konzentration (ECso) von Acetyl-/8-methylcholinchlorid in der zu aerosolisierenden Lösung beträgt bei den Kontrollieren w = 0,00054 (s. Tab. 1). Nach Vorbehandlung mit Trospiumchiorid bzw. Dehydrotrospiumchlorid liegt die entsprechende ECso bei w = 0,00286 bzw. w = 0,00173 (s. Tab. 2 u. 3).

Als Referenzsubstanzen wurden Atropin und Isoproterenol eingesetzt. Für Atropin bzw. Isoproterenol werden mittlere effektive Konzentrationen der Provokationssubstanz von w = 0,00138 bzw. w = 0,00145 ermittelt (s. Tab. 4 und 5). 18

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Tab. 4: Referenzsubstanz: Atropinchlorid Applikationsart: intraperitoneal

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BEURTEILUNG

Die Prüfsubstanzen Trospium- und Dehydrotraspiumchlorid sind 15 min nach intraperitonealer Applikation hinsichtlich ihrer broncholytischen Wirksamkeit durchaus dem klassischen Parasympathikolytikum Atropin und dem /S-Sympathikomimetikum Isoproterenol vergleichbar bzw. überlegen (s. Fig, 1). Aus den 23

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Berechnungen der jeweiligen mittleren effektiven Konzentrationen von Acetyl-ß-methylcholinchlorid, das zur Auslösung einer Dyspnoe notwendig ist, läßt sich eine stärkere Wirksamkeit der Prüfsubstanzen, insbesondere des Trospiumchlorids, gegenüber den Referenzsubstanzen feststellen.

Um die Rezeptorspezifität der erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen zu prüfen, muß man die Spezifität der cholinergen Antagonisierung darstellen.

Ein Modell hierfür ist die Messung der anticholinergen Wirksamkeit an isolierten Tracheaispiraien (Meerschweinchen).

Es werden 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-1'-pyrroiidinium-chlorid = = Trospiumchlorid = MP 194 als Prüfsubstanz eingesetzt. Als Vergleichssubstanz wird Ipatrotiumbromid eingesetzt. MP 194 ist an isolierten Tracheaispiraien vom Meerschweinchen gegenüber Acetyl-jS-methylcholinchlo-rid kompetitiv antagonistisch wirksam. Dabei ist seine Wirkstärke der Referenzsubstanz Ipratropiumbromid ebenbürtig, wobei die üblichen .Nebenwirkungen von Iprotropiumchlorid je nach Applikationsart und Dosierung (siehe Rote Liste 1985, Nr. 09015) erheblich vermindert oder nicht verhanden sind.

Es soll die anticholinerge Wirksamkeit von MP 194 im Vergleich zur Referenzsubstanz Ipratropiumbromid an isolierten Tracheaispiraien vom Meerschweinchen erfaßt werden.

Substanzen, Dosierung, Applikationsart

Prüfsubstanz (Prüfantagonist)

Kennzeichnung: Charge: Lösungsmittel: MP 194 (Trospiumchlorid) (MG 428) 9045 Tyrode Badkonzentration: 1 x 10^3 M/ml Badlösung 3,16 x 10-3 M/ml Badlösung 1 x 10-8 M/ml Badlösung 1 x 10"7 M/ml Badlösung Appiikationsvolumen: 50 ul/28 ml Badlösung

Referenzsubstanz (Referenzantagonist)

Kennzeichnung: Lösungsmittel: Ipratropiumbromid (MG 412,4) Tyrode Badkonzentrationen: 1 x 10-3 M/ml Badlösung 3,16 x 10“3 M/ml Badlösung 1 x 10-8 M/ml Badlösung 1 x 10-7 M/ml Badlösung Applikationsvolumen: 50 U.I/28 ml Badlösung 24

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Weitere_Substanzen (Referenzagonist)

Kennzeichnung: Lösungsmittel: Acetyl-0-methylcholinchlorid (MG 195,7) Tyrode Badkonzentrationen: 1 x 10-7 M/ml Badlösung 1 x 10-G M/ml Badlösung 1 x 10“5 M/ml Badlösung 1 x 10“* M/ml Badlösung 1 x 10-3 M/ml Badlösung 1 x 10-2 M/ml Badlösung 3,16 x 10~2 M/ml Badlösung Applikationsvolumen: 50 u.l/28 ml Badlösung, kumulativ Tyrodelösung als Nährmedium

Zusammensetzung: Art. Nr. mMol/l Stammlösung ml Stammlösung/I Tyrodelsg. NaCI 6404 139,2 58,00 g/l (1 molar) 139,2 ml KCl 4936 2,7 74,56 g/l (1 molar) 2,7 ml CaCI2 x2H20 2382 1,8 147,00 g/l (1 molar) 1,8 ml MgCh x 6H2O 5833 0,245 99,62 g/l (0,49 molar) 0,49 ml NaHCOa 6329 11,9 21,00 g/l (0,25 molar) 47,6 ml NaH2PO+ x HzO 6346 0,4 4,00 g/l (0,03 molar) 15,6 ml C5H12O6 8342 5,5 - 1,0 g Aqua bidest. ad 1000 ml

Gruppierung

Zuteilung zu den Gruppen: zufällig Anzahl der Präparate - der Prüfsubstanzgruppe: n = 4(1 x 10"3 M) n = 2 (3,16 x 10“9 M) n = 2(1 x 10-8 M) n = 4(1 x 10-7 M) - der Referenzsubstanzgruppe: n = 4 (1 x 10-3 M) n = 2 (3,16 x 10"3 M) n = 2 (1 x 10-8 M) n = 4(1 x10-7 M)

Versuchsdurchführung

Das Meerschweinchen wird durch Nackenschlag betäubt Anschließend wird die gesamte Trachea, beginnend vom Larynx bis zur Bifurcaiio tracheae grob freipräpariert, herausgetrennt und in temperierte (37* C) und carbogenisierte Tyrodelösung überführt. Nachdem umgebendes Bindegewebe möglichst weitgehend abpräpariert worden ist, wird das Präparat aufgeschnitten und in zwei gleich große Abschnitte getrennt.

Anschließend werden die Präparate, entsprechend der Eichung, mit ca. 80 mN vorgedehnt und 50-100 min equiiibriert. Während der Equiiibrierungsphase wird die Nährlösung in den Badgefäßen im Abstand von 15 Minuten erneuert. Sobald sich der Ruhemuskeltonus der Präparate stabilisiert hat, erfolgt die kumulative 25

AT 397 962 B

Zugabe des Agonisten, wobei die Zugabe der nächst höheren Konzentration erst erfolgt, wenn keine weitere Kontraktionserhöhung erkennbar ist (Plateau). Ist die maximale Kontraktionshöhe des Präparates erreicht, wird die kumulative Agonistenzugabe beendet und mehrmals gespült. Nach einer weiteren Equilibrierungsphase (s.o.) wird - diesmal bei Anwesenheit des Prüf- bzw. Referenzantagonisten - die 5 kumulative Zugabe des Agonisten wiederholt.

Auswertung

Die kumulative Zugabe des Agonisten führt an den isolierten Trachealspiralen zu einer dosisabhängigen io Kontraktionskraftsteigerung, die auf dem Analogschreiber proportional registriert wird ( Eichung). Aus diesen Analogprotokollen wird die quantitative Auswertung der kumulativen Dosiswirkungskurven nach der Methode von VAN ROSSUM (1963)1 2vorgenommen. Zu diesem Zweck werden zunächst die absoluten Meßdaten (in [mm]) anhand des maximalen Effekts (EAm bzw. EAmB). der 100 % gleichgesetzt wird, in prozentuale Werte überführt. Mittels nichtlinearer Regression wird aus diesen Daten für jedes einzelne Präparat das Verhältnis 75 der molaren Konzentrationen des Agonisten (Quotient x) ermittelt, die notwendig sind, um genau die Hälfte des maximalen Effekts bei An- bzw. Abwesenheit des Prüf- bzw. Referenzantagonisten der molaren Konzentration [B] (-log[B] = ρΑχ) zu erzielen. Anhand der Formel pAi = pAx + log (x-1) (ARIENS et SCHILD, 1957)’wird der negative dekadische Logarithmus der molaren Antagonistenkonzentration ermittelt (PA2), bei der x dem Wert 2 entspricht, d.h. bei Vorgabe des Antagonisten in der entsprechenden molaren 20 Konzentration muß die molare Agonistenkonzentration verdoppelt werden, um den gleichen Effekt zu erzielen wie ohne Einwirkung des Antagonisten. Die Qualität des Antagonismus (kompetitiv/nicht kompetitiv) wird anhand des Vergleiches des maximalen Effekts bei Abwesenheit (EAm) und Anwesenheit (EAii,b) des Prüf- bzw. Referenzantagonisten statistisch überprüft (t-Test mit paarweiser Anordnung). Abschließend wird der Unterschied des pA2 ± s zwischen Prüf- und Referenzantagonist auf Signifikanz überprüft (t-Test 25 zweier unabhängiger Stichproben).

ERGEBNISSE MP 194 und Ipratropiumbromid zeigen an isolierten Trachealspiralen vom Meerschweinchen einen 30 vergleichbaren dosisabhängigen Antagonismus gegen den cholinergen Agonisten Acetyl-/S-methylcholin-chlorid (s.Fig.2 u.3). Der für MP 194 ermittelte pA2 ± s von 9,26 ± 0,29 unterscheidet sich nicht signifikant vom pA2 ± s für Ipratropiumbromid von 9,31 ± 0,39 (s. Tab. 1).

Die Qualität des Antagonismus ist sowohl beim MP 194 als auch beim Ipratropiumbromid anhand des Vergleiches zwischen den maximalen Effekten bei Ab- bzw. Anwesenheit des jeweiligen Antagonisten 35 kompetitiv (s. Tab. 6).

BEURTEILUNG 26 50 1

Die Untersuchung belegt die deutliche anticholinerge Wirksamkeit von MP 194 an isolierten Tracheal-40 spiralen vom Meerschweinchen und ergänzt damit frühere Wirksamkeitsuntersuchungen am wachen Tier Die bessere Quanitifizierbarkeit der Ergebnisse des in vitro-Modelles läßt zudem den Schluß zu, daß MP 194 bezüglich der Wirkstärke der Referenzsubstanz Ipratropiumbromid ebenbürtig ist (s. pA2-Werte). Zudem kann aufgrund der Untersuchung ein kompetitiver cholinerger Antagonismus beider Substanzen angenommen werden (s. EAmB/EAm). 45 * VAN ROSSUM, J. M.: Cumulative dose-response curves. II. Technique for the making of dose-response curves in isolated organs and the evaluation of drug Parameters Arch. int. Pharmacodyn. 143, 299 - 330 (1963) 2 SCHILD, H.O.: pA, a new scale for measurement of drug antagonism. Brit. J. Pharmacol. 2, 189 (1947) ARIENS, E.J., J.M. VAN ROSSUM: pDx, pAx and pDx values in the analysis of pharmacodynamics Arch. int. Pharmacodyn. 110, 275 - 3QQ (1957)

Claims (11)

1. AT 397 962 B Tab. 6 MP 194 Ipratropiumbromid pA2 ± s Εαπ\ε/Εαγπ - S 9,26 £ 0,29 1,09 £ 0,22 9,31 ± 0,39 1,10 £ 0,24 ^ Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Azoniaspironortropanolestem der allgemeinen Formel I:

   75 20 25 worin R einen der folgenden Reste bedeutet: a) einen Alkylenrest der allgemeinen Formel: 35 *3 CH-(CH2)n· (a), worin R3 ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl-, Benzyl-, Aryl- oder Alkoxy carbonylgruppe bedeutet und n für eine ganze Zahl von 1 bis 4 steht, b) einen Alkenylenrest der allgemeinen Formel: 45

   CtCH2>n

   (b). worin FW und R5, die gleich oder verschieden sein können, ein Wasserstoffatom oder einen Alkyloder Alkenylrest bedeuten, und n für eine ganze Zahl von 1 bis 4 steht, c) einen Azaalkylenrest der allgemeinen Formel: 27 50 5 AT 397 962 B ?6 -(CH2)n-N-(CH2)n- worin R$ ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-,Alkoxycarbonyl- oder Acylgruppe bedeutet und n für eine ganze Zahl von 2 bis 4 steht, d) einen Oxaalkylenrest der allgemeinen Formel: 70 -(CH2)n-0-(CH2)n- (d), worin n für eine ganze Zahl von 2 bis 4 steht, e) einen Epoxyalkylenrest der Formel 75

   CH — CH

   (e) , 20 f) einen o-Phenylenrest der allgemeinen Formel: X Y

   (f), g) einen peri-Naphthylenrest der allgemeinen Formel: 35

   45 und h) einen 2,3-Chinoxalinenrest der allgemeinen Formel: 50 28 55 AT 397 962 B X Y

   (h) , wobei in den Formeln (f) bis (h) die Reste X und Y unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder einen Alkyl- oder Alkoxyrest bedeuten, Ri und R2, die gleich oder verschieden sein können, ein Wasserstoff- oder Halogenatom oder einen Alkyl-, Alkoxy-, Alkoyl-, Cyclohexyl-, Phenyl-, Alkylphenyl-, Alkoxyphenyl-, Halogenphenyl-, Thienyl-oder Furylrest bedeuten, wobei die in den genannten Resten enthaltenen Alkylgruppen 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthalten und gerade oder verzweigt sein können, und A® das Anion einer 1- bis 3wertigen Mineralsäure bedeutet, wobei im Verlaufe des Verfahrens die Reaktionen a) Demethylierung von Tropin zu Nortropin entweder a1) durch Oxydation des Tropins in basischer wäßriger Lösung oder a2) durch Umsetzung des Tropins mit einem Chlorameisensäureester in einem inerten Lösungsmittel, b) Umsetzung von Nortropin mit Dihalogeniden in Gegenwart alkalisch wirkender Substanzen in polaren Lösungsmitteln zu den entsprechenden Azoniaverbindungen und c) Veresterung von Hydroxyverbindungen, die zusätzlich eine Aminofunktion enthalten, mit einem Carbonsäureimidazolid in einem dipolar aprotischen Lösungsmittel in Gegenwart eines alkalisch wirkenden Acylierungskatalysators vorgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß man unter Einhaltung der nachgenannten Reihenfolge und Kombination der Verfahrensstufen A) die Demethylierung von Tropin der Formel II CH \3

   (II) OH durchführt, indem man das Tropin entweder gemäß Variante a1) in an sich bekannter Weise in Gegenwart eines Ci-Cs-Chloralkans, das mindestens eine CCIs-Gruppe aufweist, oxidiert, oder gemäß Variante a2) in an sich bekannter Weise in Gegenwart eines säurebindenden Mittels zu 8-Alkoxycarbonylnortropin umsetzt und dieses in wäßriger Lösung mit einer Base hydrolysiert, und daß man direkt ohne weitere Trennung oder Reinigung B) das im erhaltenen Fteaktionsgemisch enthaltene Nortropin der Formel III 29 AT 397 962 B

   in an sich bekannter Weise in Gegenwart eines sekundären oder tertiären Amins mit einem den oben genannten Resten R mit den Formeln (a) bis (h) entsprechenden Dihalogeniden bei Raumtemperatur, bevorzugt unter Einhaltung eines Molverhältnisses von Nortropin : Amin : Dihalogenid von 1 : 2 : 4 bis 1 : 1 : 1, insbesondere von 1 : 2 : 4, einen bis mehrere Tag(e) lang zur Reaktion bringt, danach C) die so erhaltene, ein quaternisiertes Stickstoffatom aufweisende Azonia-Verbindung der allgemeinen Formel IV

   worin R und A® die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, mit einem Imidazolid der allgemeinen Formel V OH t

   (V), worin Ri und R2 die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, das bevorzugt über längere Zeiträume und/oder stufenweise zugesetzt wird, in einem dipolar aprotischen Lösungsmittel als Suspension in heterogener Reaktion und in Gegenwart eines Acylierungskatalysators vom 4-Dialkylaminpyridin-Typ verestert, D) und daß man für den Fall, daß der Rest R nach Durchlaufen der Stufen B) und/oder C) eine oder mehrere olefinische Doppelbindung(en) im Azoniumring enthält diese ungesättigten Verbindungen in einem polaren Lösungsmittel mit Hilfe eines Edelmetallkatalysators zu den entsprechenden gesättigten Verbindungen der allgemeinen Formel I, in der R einen Rest der Formel (a) bedeutet hydriert
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß man in Stufe A, gemäß Variante a1), die Demethylierung mit Kaliumhexacyanoferrat-tll und NaOH im Zusammenwirken mit Chloroform durchführt. 30 AT 397 962 B
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe A, gemäß Variante a1), die 1- bis 5-fache molare Menge an Chloralkan, bezogen auf Tropin, einsetzt.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktionstem-s peratur in Stufe A, Variante a1), auf 20-30° C hält.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe A die Umsetzungsvariante a2) in Chloroform und in Gegenwart eines Alkalimetallhydrogencarbonates durchführt.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe B als dipolar aprotisches Lösungsmittel Dimethylformamid oder Acetonitril und/oder Chloroform einsetzt.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe B als Amin Diäthylamin einset2t. 75
8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe C als dipolar aprotisches Lösungsmittel Acetonitril einsetzt.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Acylierungskatalysator in Stufe C 20 4-N,N-Dimethylaminopyridin einsetzt.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe D die Hydrierung in Wasser oder einem Alkohol mit 1 bis 4 C-Atomen und mit Platindioxyd oder Palladium auf Aktivkohle durchführt. 25
11. 11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe D als polares Lösungsmittel Methanol einsetzt. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 30 35 40 45 50 SS 31