AT400331B - 1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo (2,3-b)indole, ein verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung als arzneimittel - Google Patents

Description

AT 400 331 B

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbindungen der Formel

0

II -c-nhr2 steht, wobei R2 Phenyl-Ci-C6-alkyl bedeutet, wobei das Phenyl durch 1, 2 oder 3 Substituentengruppen, die jeweils unabhängig voneinander Ο-Οε-Alkyl, Halogen, Nitro, Ci-C6-Alkoxy, Hydroxy oder Trifluormethyl sind, substituiert sein kann, oder worin Z Halogen oder C1-C6-Alkyl bedeutet und R für Wasserstoff oder 0

II -C-R4 steht, wobei R4 C1-C6-Alkyl oder Phenyl bedeutet, oder R für 0

II -C-NHR3 steht, wobei R3 Ci-C6-Alkyl, C3-C6-Cycloalkyl, Phenyl oder Phenyl-Ci-C6-alkyi bedeutet, wobei das Phenyl wie oben angegeben substituiert sein kann, oder das 3aR-cis-lsomer davon, oder ein Gemisch der zwei Isomeren, darunter das racemische Gemisch, oder ein pharmazeutisch annehmbares Säureadditionssalz hievon, welche Verbindungen als gedächtnisstärkende und analgetische Mittel nützlich sind; pharmazeutische Zusammensetzungen, enthaltend eine wirksame Menge einer solchen Verbindung; sowie die Verwendung einer solchen Verbindung für die Herstellung eines Arzneimittels mit gedächtnisstärkender oder schmerzlindernder Wirksamkeit.

Im Rahmen der Beschreibung und der angeschlossenen Ansprüche soll Halogen Fluor, Chlor, Brom oder lod bedeuten.

Die Verbindungen dieser Erfindung werden unter Anwendung einer oder mehrerer der nachstehend beschriebenen Stufen hergestellt.

Im Rahmen der Beschreibung der Synthesestufen sollen die Angaben X, R, R2 bis R* und Z, soweit nichts anderes festgestellt oder angegeben ist, die entsprechenden, oben angegebenen Bedeutungen haben.

Die verstärkten Linien (Δ), die an dem 3a-Kohlenstoffatom und dem 8a-Kohlenstoffatom in Formel I und anderen, in der Beschreibung und den angeschlossenen Ansprüchen dargestellten Formeln angesetzt sind, bedeuten, daß die Substituenten über der Mittelebene des Drei-Ringsystems liegen. Somit sind in den Formeln (I), (II) und (III) die Substituenten an den 3a- und 8a-Kohlenstoffatomen cis-ständig, da sie an der gleichen Seite des Drei-Ringsystems vorliegen. Wenn beide der genannten Substituenten unter der Mittelebene des Drei-Ringsystems liegen, sind sie auch cis-ständig. Der erste Typus von cis-Konfiguration wird als 3aS-cis bezeichnet werden, wobei beide Substituenten über der Mittelebene des Rings liegen, und 2

AT 400 331 B der zweite Typus wird als 3aR-cis bezeichnet werden, wobei beide Substituenten unter der Mittelebene des Rings liegen. Diese zwei Typen von Konfiguration sind nachstehend dargestellt.

Z CH3 CH3 z ch3 ch3 75 3aS-cis (II) 3aR-cis (m)

Es ist die Absicht der Erfinder vorliegender Erfindung, beide der genannten cis-Verbindungen, nämlich sowohl die 3aS-cis-Verbindung als auch die 3aR-cis-Verbindung, für jede Strukturformel zu beanspruchen, 20 obgleich in der Beschreibung und in den angeschlossenen Ansprüchen zur Platzeinsparung nur der erstgenannte Typus dargestellt ist. Es ist auch die Absicht der Erfinder der vorliegenden Erfindung, alle Gemische der 3aS-cis- und 3aR-cis-Verbindungen, darunter das racemische Gemisch (Verhältnis 1:1 von 3aS-cis:3aR-cis), zu beanspruchen.

25 STUFE A

Ausgehend von einer Verbindung der Formel IV (worin Z' Wasserstoff, Halogen oder Οι-Οε-Alkyl ist) und unter Anwendung des von Julian und Mitarbeitern in J. Chem. Soc. 1935, 563-566 und 755-757, beschriebenen Syntheseschemas kann man Verbindungen der Formeln VIII und IX herstellen. Das Synthe-30 seschema ist nachstehend skizziert, doch wird der Leser bezüglich Einzelheiten auf die Originalveröffentlichungen verwiesen. Betreffend Einzelheiten der im Syntheseschema vorgesehenen optischen Trennungsstufen wird der Leser auf Schonenberger und Mitarbeiter, J. Med. Chem., 1986, Bd. 29, 2268-2273; und Schonenberger und Mitarbeiter, Helv. Chim. Acta, 1986, Bd. 69, 283-287 und 1486-1497, verwiesen.

AT 400 331 B

(VII)

(1) CgH-CHO

(2) CH3I (3) Hyörolyse (4) Na/Niedrigalkanoi (5) Optische Trennung

(VIII) (Z* = H, C1-Cg-Alkyl, Halogen)

STUFE B

Als eine Alternative zur obigen Stufe A kann man CI oder Br in die C7-Stellung von Verbindung Villa einführen und eine nachstehend dargestellte Verbindung Vlllb (worin Z CI oder Br ist) erhalten, indem man Verbindung Villa mit N-Chlorsuccinimid bzw. N-Bromsuccinimid nach einem auf dem Fachgebiet bekannten Routineverfahren umsetzt. 4

5 AT 400 331 B

(Villa)

10 (VHIb) (Z = CI, Br)

15 STUFE C

Die Verbindung IX wird mit einem Isocyanat der Formel R2-N = C = 0 unter Bildung einer Verbindung der nachstehenden Formel X umgesetzt.

Typischerweise werden die Verbindung IX und das Isocyanat in einem geeigneten Lösungsmittel, wie wasserfreiem Tetrahydrofuran, das vorher entgast worden ist, aufgelöst. Entgasung ist nützlich, weil die Verbindung IX für Luftoxydation empfindlich ist. Es ist auch nützlich, eine katalytische Menge (weniger als 35 eine äquivalente Menge) Natriummetall zu der entstandenen Lösung zuzugeben, um die Umsetzung zu erleichtern. Die genannte Umsetzung wird üblicherweise zwischen Zimmertemperatur und etwa 70” C ausgeführt. Rückflußbedingung ist besonders zweckmäßig.

STUFE D 40

Eine Verbindung der Formel XI kann hergestellt werden, indem eine Carbonsäure der Formel 0

«6 R4-C-0H mit 1,1'-Carbonyldiimidazol umgesetzt und anschließend dem Gemisch eine aus einer der vorhergehenden Stufen erhaltene Verbindung der Formel XII zugesetzt wird. 5 55

AT 400 331 B

CfL

(XI)

STUFE E

Bei all den Produkten, die in den Stufen A bis D erhalten werden, ist der Substituent in der 1-Stellung des Ringes eine Methylgruppe. Die entsprechenden Verbindungen, in denen der genannte Substituent Wasserstoff ist, können jedoch erhalten werden, indem zuerst der Aminwasserstoff mit einer geeigneten Gruppe geschützt wird, eine oder mehrere der Stufen A bis D angewendet werden, und anschließend die Schutzgruppe entfernt wird. In dieser Weise kann man Verbindungen der nachstehenden Formel XIII erhalten.

Eine Verbindung der Formel XIV kann hergestellt werden, indem eine Verbindung der Formel XIII mit Methylbromid in einer auf dem Fachgebiet bekannten, routinemäßigen Art und Weise umgesetzt wird.

STUFE F

Eine Verbindung der Formel I, worin Z Halogen oder Ci-C6-Alkyl ist und R Wasserstoff bedeutet, kann hergestellt werden, indem man eine Verbindung der Formel I, worin R für 6

AT 400 331 B 0 C-NHR2 oder 0. -c-nhr3 steht, R2, R3 und Z wie definiert sind, mit einer Base, wie NaOH, umsetzt.

Die Verbindungen der Formel I der vorliegenden Erfindung sind bei der Behandlung verschiedener Gedächtnisstörungen, die, wie die Alzheimer'sche Krankheit, durch verminderte cholinergische Funktion gekennzeichnet sind, nützlich.

Diese Nützlichkeit manifestiert sich durch die Eignung dieser Verbindungen zur Hemmung des Enzyms Acetylcholinesterase und dadurch zur Erhöhung der Acetylcholinspiegel im Gehirn.

Cholinesterase-Hemmtest

Cholinesterasen finden sich an vielen Stellen im Körper, u.a. sowohl im Gehirn als auch im Serum. ES steht jedoch nur die Gehirn-Acetylcholinesterase- (AChE) -Verteilung mit der zentralen, cholinergischen Innervation in Beziehung. Diese nämliche Innervation wird bei an der Alzheimer'schen Krankheit leidenden Patienten als geschwächt angenommen. Daher werden spezifische Inhibitoren von Gehim-AChE (im Gegensatz zu Serum-AChE) zu weniger Nebenwirkungen und somit niedrigerer Toxizität als Physostigmin (ein unspezifischer AChE-lnhibitor) Anlaß geben. Wir haben die in vitro-Hemmung von Acetylcholinesterase-wirksamkeit im Rattenstriatum und die in vitro-Hemmung von Butyrylcholinesterasewirksamkeit in Humanserum nach den nachstehend beschriebenen Verfahren bestimmt. Die Ergebnisse von einigen der Verbindungen dieser Erfindung sowie jene von Physostigmin als Vergleichssubstanz sind in Tabelle 1 angeführt.

In vitro-Hemmung von Acetylcholinesteraseaktivität im Rattenstriatum

Acetylcholinesterase (AChE), welche manchmal echte oder spezifische Cholinesterase genannt wird, findet sich in Nervenzellen, in der Skelettmuskulatur, in der glatten Muskulatur, in verschiedenen Drüsen und in roten Blutkörperchen. AChE kann von anderen Cholinesterasen aufgrund von spezifischen Substrat-und Inhibitoreigenschaften und aufgrund örtlicher Verteilung unterschieden werden. Ihre Verteilung im Gehirn korreliert mit cholinergischer Innervation, und die Subfraktionierung zeigt den höchsten Spiegel in Nervenendungen.

Es ist allgemein anerkannt, daß die physiologische Rolle von AChE in der raschen Hydrolyse und Inaktivierung von Acetylcholin besteht. Inhibitoren für AChE zeigen in cholinergisch-innervierten Nervenend-organen ausgeprägte cholinomimetische Wirkungen und sind therapeutisch bei der Behandlung von Glaukom , Myasthenia Gravis und paralytischem Ileus verwendet worden. Neuere Untersuchungen haben jedoch nahegelegt, daß AChE-lnhibitoren auch bei der Behandlung der Alzheimer'schen Dementia vorteilhaft sein können.

Zur Bestimmung von Cholinesteraseaktivität wurde im Rahmen dieser Erfindung das nachstehend beschriebene Verfahren angewendet. Dieses ist eine Modifikation des Verfahrens von Ellman und Mitarbeitern, Biochem. Pharmacol. 7, 88 (1961).

Verfahrensweise A. Reagenzien 1. 0,05M Phosphatpuffer, pH 7,2 a) 6,85 g Nah2PO<.·H20/100 ml destilliertes H20 b) 13,40 g Na2HPCWH20/100 ml destilliertes H20 c) Zugabe von a) zu b), bis der pH-Wert 7,2 erreicht d) Verdünnung 1:10 7

AT 400 331 B 2. Chromogen-Substratpuffer a) 9,9 mg 5,5-Dithiobisnitrobenzoesäure (DTNB) (0,25 mM) b) 99 mg s-Acetylthiocholinchlorid (5 mM) c) Ergänzung aus 100 ml mit 0.05M Phosphatpuffer, pH-Wert 7,2 (Reagens 1) 3. Für die meisten Bestimmungen wird eine 2 mM Vorratslösung des Testarzneimittels in einem geeigneten Lösungsmittel angesetzt und derart einer Reihenverdünnung unterworfen, daß die Endkonzentration in der Vorbebrütungsstufe im Bereich von 10“3 bis 10”6 M liegt. In Abhängigheit von der Stärke des Arzneimittels können verschiedene Konzentrationen angewendet werden. B. Gewebezubereitung Männliche Wistar-Ratten werden dekapitiert, die Gehirne werden rasch entfernt, und die Corpora Striata werden freiseziert, gewogen und unter Verwendung eines Potter-Elvehjem-Homogenisators in 19 Volumsteilen (annähernd 7 mg Protein/ml) von 0.05M Phosphatpuffer, pH-Wert 7,2, homogenisiert. Ein aliquoter Teil von 50 ul des Homogenisats wird zu 50 ul Vehikel oder verschiedenen Konzentrationen des Testarzneimittels gegeben und 10 Minuten lang bei Zimmertemperatur vorbebrütet. C. Test 1. Für routinemäßige ICso-Bestimmungen wird der Abbott Bichromatic Analyzer, ABA-100, zur Bestimmung von Acetylcholinesteraseaktivität verwendet.

Instrumenteneinstellungen Filter: 450-415 Bebrütungstemperatur: O • o CO Dezimalpunkt: 0000. Analysenzeit: 5 Minuten Karussellumdrehung: 3 Reaktionsrichtung abwärts Endpunkt Spritzenplatte: 1:101 Verdünnung

Im Anschluß an die 10 Minuten dauernde Vorbebrütung des Gewebes (Enzym) mit dem Inhibitor werden die Proben mit dem Substratchromogenpuffer durch den ABA-100 vermischt. Bei Anwendung der angegebenen Instrumenteneinstellungen liest der ABA-100 die Farbreaktion automatisch ab und druckt die Ergebnisse in Enzymeinheiten nach 15 Minuten aus. 2. Die Enzymaktivität kann auch mit dem Gilford 250-Spektrophotometer gemessen werden. Dieses Verfahren wird für genauere kinetische Messungen benützt.

Instrumenteneinstellungen Lampe: sichtbar Filter: kein Filter Wellenlänge: 412 nm Schlitzbreite: 0,2 mm Selektion: kleine Blende Kalibrierte Absorption: 1,0 Einheiten Vollausschlag Grafikgeschwindigkeit: 0,5 cm/min

Die Reagenzien werden der Bezugsseite und der Probenseite einer Spaltkurvette wie folgt zugegeben: * 8

AT 400 331 B

Bezugsseite Probenseite 0,8 ml 0.05M Phosphatpuffer 0,8 ml Chromogen-Substratpuffer 0,8 ml 0.05M Phosphatpuffer 0,8 ml Chromogen-Substratpuffer 10 ul Enzym (Gewebehomogenisat)

Zuerst wird die ungehemmte Aktivität des Enzyms (Gewebehomogenisat) bestimmt. Die Testarzneimittel werden in einem geeigneten Lösungsmittel angesetzt und dem Puffervehikel in geeigneten Verdünnungen zugesetzt. Die Reaktionsgeschwindigkeit wird durch die Neigung der aufgezeichneten Absorptionsänderung bestimmt. Die tatsächliche Geschwindigkeit (Mol/l/min) kann wie in der folgenden Formel beschrieben berechnet werden.

Geschwindigkeit (Mol/l/min) = Neigung/'(1,36 x 104) 15

In vitro-Hemmung von Butyrylcholinesteraseaktivität in Humanserum

Dieser Test kann gemeinsam mit dem Acetylcholinesterasetest zur Bestimmung der Enzymselektivität verschiedener Cholinesteraseinhibitoren benützt werden.

Butyrylcholinesterase (BChE), welche manchmal Pseudocholinesterase genannt wird, hydrolysiert bevorzugt Butyrylcholin. Dieses Enzym wird in den höchsten Mengen in Serum gefunden, doch ist seine physiologische Rolle nicht bekannt. Ethopropazin und Tetraisopropylpyrophosphoramid (ISO-OMPA) sind selektive Inhibitoren von Butyrylcholinesterase. Ein ex vivo-Versuch mit ISO-OMPA hat gezeigt, daß die Hemmung von Butyrylcholinesterase nicht mit irgendwelchen signifikanten, akuten cholinomimetischen Effekten in Wechselbeziehung steht.

Verfahrensweise A. Reagenzien 1.0,05M Phosphatpuffer, pH 7,2

a) 6,85 g NaH2P04*H20/100 ml destilliertes H2O

b) 13,40 g ΝθςΗΡΟψ-ΗςΟ/ΙΟΟ ml destilliertes H2O c) Zugabe von a) zu b), bis der pH-Wert 7,2 erreicht d) Verdünnung 1:10 2. Chromogen-Substratpuffer a) 9,9 mg 5,5-Dithiobisnitrobenzoesäure (DTNB) b) 113 mg s-Butyrylthiocholinchlorid c) Ergänzung auf 100 ml mit 0.05M Phosphatpuffer, pH-Wert 7,2 (Reagens 1).

Die entstandene Substratkonzentration beträgt 5 mM und DTNB ist 0,25 mM. 3. Für die meisten Bestimmungen wird eine 1,1 mM Vorratslösung in einem geeigneten Lösungsmittel angesetzt und derart einer Reihenverdünnung unterworfen, daß die Endkonzentration in der Vorbebrütungsstufe im Bereich von 10-3 bis 10-s M liegt. In Abhängigkeit von der Stärke des Testarzneimittels können verschiedene Konzentrationen angewendet werden. 3. Enzymzubereitung

Ein Fläschchen mit lyophilisiertem Humanserum (Precilip, Firma Biodynamics, Houston, Texas) wird in 3 ml destilliertem Wasser rekonstituiert. Ein 10 ul betragender aliquoter Anteil dieser Suspension wird zu 90 ul des Vehikels oder verschiedener Konzentrationen des TestarzneimittelS gegeben und 10 Minuten lang bei Zimmertemperatur vorbebrütet.

Es wird im wesentlichen die gleiche Verfahrensweise angewendet, wie sie oben im Abschnitt C der Verfahrensweise beschrieben ist, die für die Bestimmung der Hemmung von Acetylcholinesteraseaktivität 9

AT 400 331 B angewendet wird. TABELLE 1

Verbindung Hemmkonzentration (10-6M) Gehirn-AChE Serum-AChE Physostigmin (nämlich (3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo[2,3-b]indol-5--ol-methyl-carbamat) 0,1 0,06 [3aS-[3aa,5(R"),8aa]]-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo-[2- ,3-b]indol-5-ol-(1-phenyl)ethyl-carbamat 3,1 >1000 [3aS-[3a«, 5(S*),8aa]]-1,2,3,3a, 8,8a-Hexahydro-1,3a, 8-trimethylpyrrolo-[2-,3-b]indol-5-ol-(1-phenyl)ethyl-carbamat 1,2 0,9

Diese Brauchbarkeit wird weiterhin durch die Eignung dieser Verbindungen zur Wiederherstellung von cholinergisch bedingtem Gedächtnismangel im Dark Avoidance Assay demonstriert, wo diese Verbindungen im allgemeinen über einen breiteren Dosierungsbereich wirksam sind als bisher bekannte Verbindungen, was einen entscheidenden therapeutischen Vorteil darstellt.

Dark Avoidance Assay

Bei diesem Versuch werden Mäuse auf ihre Fähigkeit getestet, sich an eine unerfreuliche Reizung über einen Zeitraum von 24 Stunden zu erinnern. Eine Maus wird in einen Raum gebracht, der ein Dunkelabteil enthält; ein starkes Glühlicht treibt sie in das Dunkelabteil, wo über auf da Boden befindliche Metallplatten ein elektrischer Schock verabreicht wird. Das Tier wird der Testapparatur entnommen und 24 Stunden später erneut auf die Fähigkeit getestet, sich an den elektrischen Schock zu erinnern.

Falls vor dem anfänglichen Einbringen des Tieres in den Testraum Scopolamin, ein anticholinergischeS Mittel, von dem bekannt ist, daß es Gedächtnisbeeinträchtigungen hervorruft, verabreicht wird, kehrt das Tier, kurz nachdem es 24 Stunden später in den Testraum gebracht worden ist, in das Dunkelabteil wieder zurück. Diese Wirkung von Scopolamin wird durch eine wirksame Testverbindung blockiert, was zu einem größeren Intervall vor dem Wiedereintritt in das Dunkelabteil führt.

Die Ergebnisse für eine Wirkverbindung werden als der Prozentsatz einer Gruppe von Tieren ausgedrückt, in welchen die Wirkung von Scopolamin blockiert ist, was sich durch ein verlängertes Intervall zwischen dem Einbringen in den Testraum und dem Wiedereintritt in das Dunkelabteil anzeigt.

Die Ergebnisse einiger der Verbindungen dieser Erfindung sind zusammen mit dem Ergebnis für Physostigmin als Vergleichssubstanz in Tabelle 2 angegeben. TABELLE 2

Verbindung Dosis mg/kg Körpermasse Prozentsatz der Tiere, bei denen mit Scopolamin induzierter Gedächtnismangel aufgehoben wird Physostigmin (nämlich (3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrr-olo[2,3-b]indol-5-ol methyl-carbamat) 0,31 20% [3aS-[3aa,5(R*),8aa]]-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-t-rimethylpyrrolo-[2,3-b]indol-5-ol-(1-phenyl)ethyl-carba- 0,31 20% mat [3aS-[3aa,5(S*),8aa]]-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-t-rimethyipyrrolo-[2,3-b]indol-5-ol-(1-phenyl)ethyl-carba-mat 1,25 67%

Zusätzlich zeigen einige Verbindungen dieser Erfindung antidepressive Wirksamkeiten, welche Wirksamkeiten insbesondere für Patienten nützlich sind, die an der Alzheimer'schen Krankheit leiden. Die 10

AT 400 331 B antidepressiven Wirksamkeiten wurden im Rahmen dieser Erfindung auf der Grundlage der Verhinderung von Tetrabenazin-induzierter Ptosis in Mäusen, von Yohimbintoxizitätspotenzierungund von Hemmung der 3H-Norepinephrin-Aufnahme bewertet. Die Testmethoden und die Ergebnisse sind nachstehend beschrieben.

Verhinderung von Tetrabenazin-induzierter Ptosis in Mäusen

Tetrabenazin (TBZ) induziert, ähnlich Reserpin, verhaltensmäßige Depression mit begleitender Ptosis in Mäusen. Antidepressive Verbindungen, u.zw. sowohl Monoaminoxidase-Inhibitoren als auch tricyclische Verbindungen, sind dafür bekannt, daß sie diese Wirkungen verhindern oder antagonisieren, und das Ausmaß von Antagonismus steht in Wechselbeziehung mit der klinischen Wirksamkeit Die Verhinderung von TBZ-induzierter Ptosis in Mäusen wird als ein Vorscreening für mögliche antidepressive Wirksamkeit benützt. Das im Rahmen dieser Erfindung angewendete Verfahren ist wie folgt: Männliche Mäuse min einer Masse von 20 bis 30 g werden in Testgruppen zu fünf Mäusen verwendet. Alle Verbindungen werden mit einem geeigneten oberflächenaktiven Mittel in destilliertem Wasser aufgelöst oder suspendiert und in Volumina von 10 ml/kg Körpermasse verabreicht. TBZ-Lösung wird aus dem Methansulfonatsalz hergestellt, und die Konzentration wird so eingestellt, daß die Verabreichung von 60 mg/kg Base durch intraperitoneale (i.p.) Injektion ermöglicht wird.

Die Vorbehandlungszeit wird von Zeitpunkt der Dosierung bis zur Beobachtung gemessen. Wenn daher eine 30 Minuten dauernde Vorbehandlung angewendet wird, werden Arzneimittel una TBZ gleichzeitig verabreicht. Eine Kontrollgruppe erhält Lösungsmittel und TBZ in Intervallen, die mit denen bei der Arzneimittelgruppe identisch sind. Für ein Primärscreening wird das Arzneimittel i.p. verabreicht, und es wird eine Gruppengröße von fünf angewendet. Für einen Dosierungsbereich werden acht Tiere/Gruppe verwendet. 30 Minuten nach der TBZ-Gabe werden die Tiere in einzelne Kunststoffbehälter (10,5 x 8 x 6 Inch (26,67 x 20,32 x 15,24 cm)) bei Vorliegen von weißem Rauschen gebracht,und eine Minute nach der Überführung werden sie anhand folgender Skala hinsichtlich Ptosis bewertet: Augen geschlossen = 4, Augen 3/4 geschlossen = 3, Augen 1/2 geschlossen = 2, Augen 1/4 geschlossen = 1, Augen offen = 0. Die Gesamtbewertung für jede Gruppe von fünf Tieren in einen Primärscreening wird daher 0 bis 20 betragen, und diese Bewertungen werden als Hinweise auf die Arzneimittelwirksamkeit verwendet.

Die Bewertung der Vehikelkontrollgruppe wird als eine Determinante für die Gültigkeit jedes Tests benützt. Falls die Kontrollbewertung geringer als 17 ist, werden die Ergebnisse verworfen, und der Versuch wird wiederholt. Die Berechnung der prozentuellen Hemmung von Ptosis ist folgende: x 1OO % (Bewercung der Konrroligrupoe - Bewertung der Arznelmirtelgruppe) Bewertung cer Aontrciigruppe

Zur Bestimmung der EDso werden vier oder fünf Dosen verabreicht, um die bestimmten Werte einzuklammern, und nur Vehikelkontrollbewertungen von 27 bis 32 werden angenommen, um die Genauigkeit der EDso-Ermittlung zu sichern.

Es wird eine lineare Regressionsanalyse angewendet, um die ED50-Werte und die Intervalle 95 %iger Verläßlichkeit zu bestimmen.

Die Ergebnisse für einie der Verbindungen dieser Erfindung sind in Tabelle 3 angegeben. Yohimbin-Toxizitätspotenzierung

Die Potenzierung von Yohimbin-Toxizität wird als ein weiterer Test zum Screenen von antidepressiven Arzneimitteln angesehen. Das im Rahmen dieser Erfindung angewendete Verfahren ist wie folgt:

Es werden männliche Mäuse mit einer Masse von 20 bis 30 g verwendet. Sie werden unter Standardlaboratoriumsbedingungen bei freiem Zugang zu Futter und Wasser gehalten. Die Verbindungen werden in destilliertem Wasser aufgelöst, und im Falle von geringer Löslichkeit wird ein geeignetes oberflächenaktives Mittel zugesetzt. Yohimbinhydrochlorid wird auch in destilliertem Wasser aufgelöst. Sowohl die Verbindung als auch Yohimbin werden in einem Volumen von 10 mg/kg verabreicht.

Die Verbindungen und der Träger werden oral 60 Minuten vor einer subletalen Dosis (30 mg/kg s.c.) von Yohimbinhydrochlorid, welche allein den Tod bei etwa 1 % der Mäuse (4 von 400) bewirkt, verabreicht. Dann werden 10 Mäuse je Gruppe in Kunststoffkäfige (26 x 10 x 16 cm) gebracht, wobei Futter und Wasser 11

AT 400 331 B unbeschränkt verfügbar sind. 18 Stunden nach der Dosierung wird die Mortalitätsrate ermittelt. Die EDso ist als Dosis des Arzneimittels definiert, die den Tod bei 5 von 10 Mäusen verursacht, und wird durch Probitanalyse berechnet. Die Ergebnisse von einigen der Verbindungen dieser Erfindung sind in Tabelle 3 angegeben. TABELLE 3

Verbindung Prozentuelle Hemmung @ Dosis (mg/kg) TBZ YTP [3aS-[3aa,5(R*),8aa]]-l,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo-[2- ,3-b]indol-5-ol-(1-phenyl)ethyl-carbamat 35% @20 90% @ 40 [3aS-[3aa,5(S*),8aa]]-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo-[2-,3-b]indol-5-ol-(1-phenyl)ethyl-carbamat 50% @ 20 ... 3H-Norepinephrin-Aufnahme im Rattengesamthirn oder Hypothalamus-Synaptosomen

Dieser Test wird als ein biochemisches Screening für potentielle Antidepressiva benützt, welche die Norepinephrin-Aufnahme blockieren.

Der neuronale Wiederaufnahmemechanismus für Norepinephrin (NE) ist das wichtigste physiologische Mittel zur Inaktivierung von NE auch Beseitigung des Transmitters aus dem synaptischen Spalt. Die NE-Aufnahme wird durch ein sättigbares, stereospezifisches, hoch-affines (Km = 10~7-10-6M), Natriumabhängiges Aktivtransportsystem bewirkt, von dem, unter Verwendung von in Scheiben aufgeschnittenen, homogenisierten und gereinigten Synaptosomenpräparaten, gezeigt worden ist, daß es sowohl in Peripher- als auch in Zentrainervensystemgeweben existiert. Die NE-Aufnahme wird potentiell durch Kokain, Phenethylamine und tricyclische Antidepressiva gehemmt. Sie wird auch durch Ouabain, Stoffwechselinhibitoren und Phenoxybenzamin gehemmt. Die Hemmung der NE-Aufnahme durch klinisch wirksame tricyclische Antidepressiva ist ein wichtiges Bindeglied in der Brenzcatechinaminhypothese affektiver Störungen.

Es gibt große, regionale Variationen bei der NE-Aufnahme, welche mit den endogenen Spiegeln von NE in Wechselbeziehung stehen. Der Hypothalamus zeigt die höchsten Spiegel von NE und die größte Aufnahme. Dieser Bereich wird für die weitere Prüfung von Verbindungen benützt, die in Gesamthirnpräparaten Aktivität zeigen.

Synaptosomale 3H-NE-Aufnahme ist nach Schädigungsversuchen ein nützliches Markierungsmittel für die Integrität von noradrenergischen Neuronen, ebenso wie sie einen Test für Verbindungen darstellt, welche die Wirkung von NE durch Blockierung des Wiederaufnahmemechanismus potenzieren.

Verfahrensweise A. Tiere: Männliche CR Wistar-Ratten (100-125 g) B. Reagenzien 1. Krebs-Henseleit-Bicarbonatpuffer, pH 7,4 (KHBB)

Es wird ein 1 I-Ansatz hergestellt, der die folgenden Salze enthält: g/i mM NaCI 6,92 118,4 KCl 0,35 4,7 MgS04*7H20 0,29 1,2 KH2P04 0,16 2,2 NaHC03 2,10 24,9 C3O2 0,14 1,3 12 55

AT 400 331 B

Vor dem Gebrauch werden zugesetzt: mM Dextrose Iproniazidphosphat 2 mg/ml 0,30 mg/ml 11,1 0,1

Es wird 60 min lang mit 95 % CV5 % CO2 belüftet, und es wird der pH-Wert (7,4 ± 0,1) geprüft. 2. 0,32M Saccharose: 21.9 g Saccharose, aufgefüllt auf 200 ml. 3. L(-)-Norepinephrinbitartrat wird aus einer Quelle des Handels beschafft. Eine 0,1 mM Vorratslösung wird in 0,01 N HCl angesetzt. Diese wird zur Verdünnung der spezifischen Aktivität des radiomarkierten NE verwendet. 4. Levo-[Ring-2,5,6-3H]-Norepinephrin (40-50 Ci/mMol) wird aus einer Quelle des Handels beschafft. Die gewünschte Endkonzentration an 3H-NE im Test beträgt 50 nM. Der Verdünnungsfaktor beträgt 0,8; daher wird der KHBB so angesetzt, daß er 62,5 nM [3H]-NE enthält. Zu 100 ml KHBB werden zugegeben:

A. 59,4 ul 0,1 mM NE = 59,4 nM B. 0,31 nMol 3H-NE = 3,1 nM 62,5 nM 5. Für die meisten Tests wird eine 1 mM Vorratslösung der Testverbindung in einem geeigneten Lösungsmittel angesetzt, und einer Reihenverdünnung derart unterworfen, daß die Endkonzentration im Test im Bereich von 2 x 10-8 bis 2 x 10-5 M liegt. In jedem Test werden sieben Konzentrationen angewendet. Höhere oder niedrigere Konzentrationen können in Abhängigkeit von der Stärke der Testverbindung verwendet werden. C. Gewebezubereitung Männliche Wistar-Ratten werden dekapitiert, und die Gehirne werden rasch entfernt. Es wird entweder das Gesamthirn minus Cerebellum oder der Hypothalamus gewogen und in 9 Volumsteilen eiskalter 0,32M Saccharoselösung unter Verwendung eines Potter-Elvejhem-Homogenisators homogenisiert. Die Homogenisierung sollte mit 4 - 5 Auf- und Abwärtshüben bei mittleren Geschwindigkeiten erfolgen, um die Synaptosomenlysis auf ein Minimum herabzusetzen. Das Homogenisat wird bei 1000 g 10 Minuten lang bei 0 - 4° C zentrifugiert. Die überstehende Flüssigkeit (S1) wird dekantiert und für Aufnahmeversuche verwendet. D. Test

800 lil KHBB, enthaltend [3H]-NE 20 ul Vehikel oder entsprechende Arzneimittelkonzentration 200 ul Gewebesuspension

Bei 37” C werden unter einer 95 % O2T5 % CO2-Atmosphäre Röhrchen 5 Minuten lang bebrütet. Für jeden Test werden 3 Röhrchen mit 20 ul Vehikel bei 0” C in einem Eisbad bebrütet. Nach der Bebrütung werden alle Röhrchen sofort 10 Minuten lang bei 4000 g zentrifugiert. Die überstehende Flüssigkeit wird abgesaugt, und die Kügelchen werden durch Zugabe von 1 ml eines Solubilisiermittels aufgelöst. Die Röhrchen werden kräftig aufgewirbelt, In Szintillationsfläschchen dekantiert und in 10 ml Liquiscint-Szintillationszahicocktaii ausgezahlt. Aktivstoffaufnahme ist die Differenz zwischen den cpm-Werten bei 37° C und 0” C. Die prozentuelle Hemmung bei jeder Arzneimittelkonzentration ist der Mittelwert von drei Bestimmungen. IC5;-Werte werden aus der log-Probitanalyse abgeleitet.

Die Ergebnisse von einigen der Verbindungen dieser Erfindung sind zusammen mit dem Ergebnis für Physostigmin als Vergleichssubstanz in Tabelle 2 angegeben. 13

AT 400 331 B TABELLE 4

Verbindung Wiederaufnahmehemmung (10-SM) von Neurotransmittern Norepinephrin Physostigmin (nämlich > 20 (3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo[2,3-b]indol-5-o- l-methyl-carbamat) [3aS-[3aa,5(R’),8aa]]-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo-[2,- 2,2 3-b]indol-5-ol- (1 -pheny l)ethy l-carbamat [3aS-[3aa,5(S*),8aa]]-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo-[2,- 12 3-b]indol-5-ol- (1 -phenyl)ethyl-carbamat

Ferner sind die Verbindungen dieser Erfindung im allgemeinen weniger toxisch als bisher bekannte Verbindungen, wie Tacrin und Physostigmin, wodurch sie in höherem Maße therapeutisch annehmbar sind.

Die LD50 wird durch die Dosis (mg/kg) bestimmt, bei welcher 50 % der Testtiere innerhalb von 24 Stunden sterben. In vielen Fällen ist diese Dosis eine Näherung. Die Ergebnisse für einige der Verbindungen dieser Erfindung sind, zusammen mit dem Ergebnis für Physostigmin als Vergleichssubstanz, in Tabelle 5 angegeben. TABELLE 5

Verbindung LDso (mg/kg, i.p.) Physostigmin (nämlich r3 (3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-- methyl-carbamat) [3aS-[3aa,5(R*),8ao]]-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo-[2,3- > 40 -b]indol-5-ol-(1 -phenyl)ethyl_ carbamat < 80 [3aS-[3aa,5(S*),8aa]]-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo-[2,3- z40 -b]indol-5-ol-(1-phenyl)ethyl-carbamat

Die Verbindungen I der vorliegenden Erfindung sind wegen ihrer Fähigkeit, Schmerzen in Säugern zu lindem, auch als analgetische Mittel nützlich. Die Wirksamkeit der Verbindungen wird in dem 2-Phenyl-1,4-benzochinon-induzierten Windungs-(PQW)-test in Mäusen, einem Standardtest für Analgesie [Proc. Soc. Exptl. Biol. Med., 95, 729 (1957)] und in der modifizierten Haffner's Analgesie demonstriert.

Der letztere Test wird angewendet, um analgetische Wirksamkeit durch Messung von Arzneimittelinduzierten Änderungen der Empfindlichkeit von Mäusen für Druckbeanspruchung zu bewerten, wobei eine Arterienklemme (2 1/2 Inch (6,35 cm) lang) an deren Schwanz angebracht wird. Die angewendete Verfahrensweise ist eine Modifikation des von Haffner, Dtsch. Med. Wschr. 55. 731 (1929), entwickelten Tests und wird nachstehend beschrieben.

Methode: Männliche Mäuse (Charles River, CD-1) mit einer Masse von 18 - 30 g werden für den Test verwendet. Eine Arterienklemme wird an der Wurzel des Schwanzes einer Maus (etwa 1/2 Inch (1,27 cm) vom Körper entfernt) angebracht, um Schmerz hervorzurufen. Das Tier reagiert rasch auf diese störenden Reize durch Beißen an der Klemme oder der Stelle der Klemme. Diese Reaktionszeit, nämlich das Intervall zwischen dem Einsetzen der Reizung und der Reaktion, wird durch eine Stoppuhr in Zehntelsekunden Teilschritten aufgezeichnet. Für eine Zeitreaktion wird die Screeningdosis (25 mg/kg) subkutan (10 ml/kg) an das Tier verabreicht, das Nahrung und Wasser vor dem Test unbeschränkt erhalten hat. Die Tiere, weiche die Verbindung orai erhalten, werden 18 bis 24 Stunden vor der Arzneimittelverabreichung hungern gelassen. Das zu prüfende 14

AT 400 331 B

Arzneimittel wird mit destilliertem Wasser zubereitet, und falls es unlöslich ist, wird 1 Tropfen eines oberflächenaktiven Mittels zugesetzt. 28 Tiere (7/Gruppe) erhalten das Arzneimittel 15, 30, 45 und 60 Minuten vor dem Test.

Die Cut-off-Zeit (CO) wird bestimmt, indem die (x) Mittel-+ (3) Standard (SD) -Abweichung der vereinigten Reaktionslatenzzeiten der Kontrollmäuse in allen Zeiträumen herangezogen werden.

In Tabelle 6 sind die Testergebnisse der analgetischen Wirksamkeiten einer Verbindung dieser Erfindung, zusammen mit jenen von Eserolinsalicylat, das als eine Bezugsverbindung benutzt wurde, aufgezählt. Im Vergleich zu Eserolin sind die Verbindungen dieser Erfindung viel weniger toxisch, haben eine länger dauernde analgetische Wirkung, haben eine geringere physische Abhängigkeitsneigung und sind stabiler. CO = x + 3 SD (Sek.)

In den folgenden Arzneimitteltests überschreitet daher jedwede Reaktionszeit, die größer ist als die CO (für den gleichen Zeitraum), 99 % einer normalen Gauß’schen Verteilung und wird als "positive Reaktion" bezeichnet, die auf analgetische Wirksamkeit hinweist. Eine Zeitreaktion gibt den Zeitraum größter analgetischer Wirkung nach der Dosierung an. Die ED50 wird bei der Spitzenzeit der Arzneimittelwirksamkeit bestimmt. Es wird ein Minimum von drei Dosierungsgruppen benutzt. Die ED50-Werte werden unter Anwendung von Computeranalyse errechnet. TABELLE 6

Analgetische Wirksamkeit (ED50) Verbindung PQW Modifizierte Haffner's Analgesie 7-Brom-(3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo-[2,3-bj- indol-5-ol 0,041 mg/kg,sc 0,36 mg/kg,po 0,55 mg/kg,sc 7-Brom-(3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo-[2,3-b]- indol-5-ol-trimethylacetat-hydrochlorid 0,8 mg/kg,sc 0,6 mg/kg,sc Eserolinsalicylat (Bezugsverbindung) 0,52 mg/kg,sc 0,18 mg/kg,sc

Wirksame Mengen der Verbindungen der Erfindung können an einen Patienten nach irgendeinem der verschiedenen Verfahren verabreicht werden, z.B. oral, wie in Kapseln oder Tabletten, parenteral in der Form von sterilen Lösungen oder Suspensionen, und in einigen Fällen intravenös in der Form von sterilen Lösungen. Die freie Basen darstellenden Endprodukte können, obgleich sie selbst wirksam sind, aus Gründen der Stabilität, Leichtigkeit der Kristallisation, erhöhten Löslichkeit und dgl. in der Form ihrer pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalze formuliert und verabreicht werden. Säuren, die zur Herstellung der pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalze der Erfindung nützlich sind, umfassen anorganische Säuren, wie Chlorwasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure und Perchlorsäure, sowie organische Säuren, wie Weinsäure, Citro-nensäure, Essigsäure, Bemsteinsäure, Salicylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Oxalsäure.

Die Wirkverbindungen der vorliegenden Erfindung können oral verabreicht werden, z.B. mit einem inerten Verdünnungsmittel oder mit einem genießbaren Träger, oder sie können in Gelatinekapseln eingeschlossen werden, oder sie können zu Tabletten verpreßt werden. Für den Zweck der oralen, therapeutischen Verabreichung können die Wirkverbindungen der Erfindung mit Exzipienzien einverleibt und in der Form von Tabletten, Pastillen, Kapseln, Elixieren, Suspensionen, Sirupen, Oblaten, Kaugummi u.dgl. verwendet werden. Diese Zubereitungen sollen wenigstens 0,5 % Wirkverbindung enthalten, doch kann die Menge in Abhängigkeit von der besonderen Form variiert werden und kann zweckmäßigerweise zwischen 4 % und etwa 70 % des Gewichtes der Einheit betragen. Die Menge an Wirkverbindung ist in solchen Zusammensetzungen derart, daß eine geeignete Dosierung erhalten wird. Bevorzugte Zusammensetzungen und Zubereitungen gemäß der vorliegenden Erfindung werden derart hergestellt, daß eine orale Dosierungseinheitsform zwischen 1,0 und 300 mg Wirkverbindung enthält.

Die Tabletten, Pillen, Kapseln, Pastillen u.dgl. können auch die folgenden Bestandteile enthalten: ein Bindemittel, wie mikrokristalline Cellulose, Traganthgummi oder Gelatine; ein Exzipiens, wie Starke oder 15

AT 400 331 B

Lactose, ein Sprengmittel, wie Alginsäure, Primogel, Maisstärke u.dgl.; ein Schmiermittel, wie Magnesiums-tearat oder Sterotex; ein Gleitmittel, wie kolloidales Siliciumdioxid; und ein Süßungsmittel, wie Saccharose oder Saccharin, oder ein Aromatisierungsmittel, wie Pfefferminz, Methylsalicylat oder Orangenaroma, können zugesetzt werden. Falls die Dosierungseinheitsform eine Kapsel ist, kann sie zusätzlich zu Materialien des obigen Typus einen flüssigen Träger, wie ein fettes Öl, enthalten. Andere Dosierungseinheitsformen können andere verschiedene Materialien enthalten, welche die physikalische Form der Dosierungseinheit, beispielsweise als Überzüge, modifizieren. So können Tabletten oder Pillen mit Zucker, Schellack oder anderen darmlöslichen Überzugsmitteln überzogen werden. Ein Sirup kann zusätzlich zu den Wirkverbindungen Saccharose als ein Süßungsmittel und bestimmte Konservierungsmittel, Farbstoffe, Färbemittel und Aromen enthalten. Materialien, die bei der Herstellung dieser verschiedenen Zusammensetzungen verwendet werden, sollen pharmazeutisch rein und in den verwendeten Mengen nicht toxisch sein. Für die Zwecke parenteraler, therapeutischer Verabreichung können die Wirkverbindungen der Erfindung einer Lösung oder Suspension einverleibt werden. Diese Zubereitungen sollen wenigstens 0,1 % Wirkverbindung enthalten, doch kann die Menge der Wirkverbindung in Abhängigkeit von der besonderen Form variieren und kann zweckmäßig zwischen 4 % und etwa 70 % des Gewichtes der Einheit betragen. Die Menge an Wirkverbindung in solchen Zusammensetzungen ist eine solche, daß eine geeignete Dosierung erhalten wird. Bevorzugte Zusammensetzungen und Zubereitungen gemäß der vorliegenden Erfindung werden derart hergestellt, daß eine parenterale Dosierungseinheit zwischen 0,5 und 100 mg Wirkverbindung enthält.

Die Lösungen oder Suspensionen können auch die folgenden Komponenten enthalten: ein steriles Verdünnungsmittel, wie Wasser für Injektionszwecke, Kochsalzlösung, nicht-flüchtige Öle, Polyethylenglyko-ie, Glycerin, Propylenglykol oder andere synthetische Lösungsmittel; antibakterielle Mittel, wie Benzylalkohol oder Methylparabene; Antioxydationsmittel, wie Ascorbinsäure oder Natriumbisulfit; Chelatbildner, wie Ethylendiamintetraessigsäure; Puffer, wie Acetate, Citrate oder Phosphate, und Mittel zur Einstellung des Tonus, wie Natriumchlorid oder Dextrose. Die parenterale Zubereitung kann in Einmalspritzen oder Mehrfachdosisfläschchen, die aus Glas oder Kunststoff hergestellt sind, eingeschlossen sein.

Beispiele für die Verbindungen der Erfindung umfassen jene, die nachstehend aufgezählt sind, sowie die 3aR-cis-lsomeren davon und Gemische der 3aS-cis- und 3aR-cis-lsomeren, darunter die racemiscnen Gemische; 7-Chlor-(3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-methyl-carbamat-ester; 7-Brom-(3as-cis)-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-methyl-carbamat-ester; (3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo-[2,3-b]indol-5-ol-benzyl-carbamat-ester; (3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo-[2,3-b]indol-5-ol-(2-phenyl)ethyl-carbamat-ester; [3aS-[3aa,5(R*),8aa]]-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-(1-phenyl)ethyl- carbamat-ester; [3aS-[3a«,5(S*),8ac<]]-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-(1-phenyl)ethyl- carbamat-ester; 7-Chlor-[3aa,5(R’,),8aa]-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-(1-phenyl)ethyl- carbamat-ester; 7-Brom-[3aa,5(R*)8aa]-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-(1-phenyl)ethyl-carbamat; 7-Chlor-(3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-cyclohexyl-carbamat-ester; 7-Brom-(3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-cyclohexyl-carbamat- ester; 7-Chlor-(3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo[2,3-b)indol-5-ol (7-Chloreserolin); 7-Brom-(3aS-cis)-1,2.3,3a,8,8a-hexaydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo[2,3-b]indol-5-ol (7-Bromeserolin); 7-Brom-(3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-trimethylacetat-hydrochlorid; 7-Brom-(3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethyi-pyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-acetat-hydrochlorid.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele ausführlicher beschrieben.

Beispiel 1 7-Chlor-(3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-methylcarbamatester

Eine entgaste Lösung von Eserin (5,0 g) in 60 ml Methanol und 2 Tropfen konzentrierter Chlorwasserstoffsäure wurde auf einmal mit N-Chlorsuccinimid (2,6 g) unter Rühren behandelt. Nach 4 Stunden wurde 16 5

AT 400 331 B die Lösung eingedampft, und der Rückstand wurde durch Flashchromatographie (Kieselsäuregel, 4:1 Ethylacetat/Methanol) gereinigt, wobei ein Öl erhalten wurde. Dieses Öl wurde aus heißem Ether zur Kristallisation gebracht, wobei 4,1 g an Kristallen, F. 129-130° C, erhalten wurden.

Analyse:

Berechnet für Ci 5 H20 CIN3 02: 58,15 % C 6,50 % H 13,56 % N Gefunden: 58,18 % C 6,54 % H 13,59 % N 10

Beispiel 2 7-Brom-(3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-methylcarbamatester

Eine entgaste Lösung von Eserin (2,0 g) in 50 ml Methanol und 2 Tropfen 48 %iger HBr wurde auf einmal mit N-Bromsuccinimid (1,4 g) behandelt. Nach 1 Stunde bei Zimmertemperatur wurde die Lösung eingedampft, und der Rückstand wurde durch Flashchromatographie (Kieselsäuregel, 4:1 Ethylacetat/Methanol) gereinigt, wobei ein Öl erhalten wurde. Dieses Öl wurde aus heißem Ether zur Kristallisation gebracht, wobei 1,6 g an Kristallen, F. 121-122° C, erhalten wurden.

Analyse: Berechnet für Ci 5 H20 BrN3 02 : Gefunden: 50,85 % C 50,73 % C 5,69 % H 5,68 % H 11,86% N 11,76 % N

Beispiel 3 30 (3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo-[2,3-b]indol-5-ol-benzylcarbamatester

Eine Lösung von Eserolin (1,7 g) und Benzylisocyanat (1,2 g) in 70 ml entgastem Tetrahydrofuran wurde mit einem katalytisch wirkenden Span von Natriummetall behandelt und bei Zimmertemperatur 10 Stunden lang gerührt. Die flüchtigen Anteile wurden entfernt, und der Rückstand wurde aus Ace-35 ton/Petrolether umkristallisiert, wobei 2,1 g eines Pulvers, F. 167-169° C, erhalten wurden.

Analyse: Berechnet für C21 H2sN302: 71,76 % C 7,17% H 11,95% N Gefunden: 71,55 % C 6,97 % H 11,95 % N 40

Beispiel 4 (3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo-[2,3-b]indol-5-ol-(2-phenyl)ethylcarbamatester

Eine Lösung von Eserolin (1,3 g) und Phenylethylisocyanat (1,03 g) in 50 ml entgastem Tetrahydrofuran wurde mit einem katalytisch wirkenden Span von Natriummetall behandelt. Die Lösung wurde 4 Stunden lang unter Rückfluß erhitzt und anschließend eingedampft. Der Rückstand wurde aus Aceton/Petrolether umkristallisiert, wobei 1,7 g Nadeln, F. 152-155° C, erhalten wurden.

Analyse:

Berechnet für C22H27N302: 72,29 % C 7,45 % H 11,49 % N Gefunden: 72,33 % C 7,49 % H 11,56 % N 17 55 5 W'

AT 400 331 B

Beispiel 5 [3aS-[3aa,5(R*),8aa]]-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-(l-phenyl)- ethylcarbamatester

Eine entgaste Lösung, enthaltend Eserolin (1,7 g) und S-(-)-a-Methylbenzylisocyanat (1,0 g) in 50 ml trockenem Tetrahydrofuran, wurde mit einem katalytisch wirkenden Span von Natriummetall behandelt und 1 Stunde lang bei Zimmertemperatur gerührt. Diese Lösung wurde 5 Stunden lang unter Rückfluß erhitzt und zu einem Schaum eingedampft. Dieser Schaum wurde durch Flashchromatographie (Aluminiumoxid, io Ethylacetat) gereinigt und anschließend aus Ether/Petrolether umkristallisiert, wobei 1,6 g eines Pulvers, F. 113-114” C, erhalten wurden.

Analyse:

Berechnet für C22H27N3O2: 72,29 % C 7,45 % H 11,49% N Gefunden: 72,37 % C 7,68 % H 11,37 % N

Beispiel 6 [3aS-[3ae,5(S*),8aa]]-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethyIpyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-(1-phenyl)-ethylcarbamatester

Eine entgaste Lösung, enthaltend Eserolin (1,5 g) und R-(+)-a-Methylbenzylisocyanat (1,0 g) in 60 ml trockenem Tetrahydrofuran, wurde mit einem katalytisch wirkenden Span von Natriummetall behandelt und bei Zimmertemperatur 1 Stunde lang gerührt. Diese Lösung wurde 5 Stunden lang unter Rückfluß erhitzt und anschließend eingedampft. Der Rückstand wurde durch Flashchromatographie (Aluminiumoxid, Ethylacetat) gereinigt, wobei ein Pulver erhalten wurde. Dieses Pulver wurde aus Ether/Petrolether umkristallisiert und ergab 2,0 g an Kristallen, F. 151-153” C.

Analyse: Berechnet für C22H27N3O2: Gefunden: 72,29 % C 72,10% C 7,45 % H 7,63 % H 11,49 % N 11,36 % N

Beispiel 7 40 7-Chlor-[3aa,5(R"),8aa]-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-(1-phenyl)-ethylcarbamatester

Eine entgaste Lösung, enthaltend 7-Chloreserolin (1,3 g) und S(-)-a-Methyibenzylisocyanat (1,0 g) in 60 ml trockenem Tetrahydrofuran, wurde mit einem katalytisch wirkenden Span von Natriummetall behandelt 45 und 3 Stunden lang bei 50” gerührt. Diese Lösung wurde eingedampft und der Rückstand zweimal aus Dichlormethan umkristallisiert, wobei 1,4 g an Kristallen, F. 172-173” C, erhalten wurden.

Analyse:

Berechnet für C22H26CIN3O2: 66,07 % C 6,55 % H 10,50% N Gefunden: 65,81 % C 6,59 % H 10,43 % N 18 55 5

AT 400 331 B

Beispiel 8 7-Brom-[3aa,5(R’),8aa]-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-(1-phenyl)- ethylcarbamatester

Eine entgaste Lösung von 7-Bromeserolin (1,5 g) und (S)-(-)-a-Methylbenzylisocyant (1,0 g) in 60 ml trockenem Tetrahydrofuran wurde mit einem katalytisch wirkenden Span von Natriummetall behandelt und 4 Stunden lang bei 60* C gerührt. Die entstandene Lösung wurde eingedampft, und das verbleibende Pulver wurde zweimal aus Chloroform umkristailisiert, wobei 1,4 g Kristalle, F. 183-185*C, erhalten wurden.

Analyse: Berechnet für C22H26BrN302: Gefunden: 59,46 % C 59,10 % C 5,89 % H 5,80 % H 9,45 % N 9,33 % N

Beispiel 9 7-Chlor-(3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-cyclohexylcarbamatester

Eine entgaste Lösung, enthaltend 7-Chloreserolin (1,5 g) und Cyclohexylisocyanat (1,5 g) in 50 ml trockenem Tetrahydrofuran, wurde mit einem katalytisch wirkenden Span von Natriummetall behandelt und bei Zimmertemperatur über Nacht gerührt. Diese Lösung wurde eingedampft und der Rückstand durch Säulenchromatographie (neutrales Aluminiumoxid, 9:1 Ethylacetat/Dichlormethan) gereinigt, wobei ein Öl erhalten wurde. Dieses Öl wurde aus Ether zur Kristallisation gebracht und lieferte 1,2 g Kristalle, F. 154-156 *C.

Analyse: Berechnet für C20H28CIN3O2: Gefunden: 63,56 % C 63,38 % C 7,46 % H 7,60 % H 11,12% N 10,83% N 35 Beispiel 10 7-Brom-(3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-cyclohexylcarbamatester

Eine entgaste Lösung, enthaltend 7-Bromeserolin (1,5 g) und Cyclohexylisocyanat (1,5 g) in 60 ml 40 trockenem Tetrahydrofuran, wurde mit einem katalytisch wirkenden Span von Natriummetall behandelt und 3 Stunden lang bei 50 · gerührt. Diese Lösung wurde eingedampft und der Rückstand durch Säulenchromatographie (Aiuminiumoxid, 5:1 Ethylacetat/Dichlormethan) gereinigt, wobei 2,1 g Pulver erhalten wurden. Dieses Pulver wurde aus Ether/Petrolether zur Kristallisation gebracht, wobei 1,9 g Kristalle, F. 163-164’C, erhalten wurden. 45

Analyse: Berechnet für C2oH28BrN3 02: Gefunden: 56,68 % C 56,98 % C 6,68 % H 6,60 % H 9,95 % N 9,88 % N

Beispiel 11 7-Chlor-(3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo[2,3-b]indol-5-ol (7-Chloreserolin)

Ein Gemisch, hergestellt aus 2,4 g Methylcarbamatester von 7-Chlor-(3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo[2,3-b]indol-5-ol in 5 ml Ethanol, und 1,0 g Natriumhydroxid in 10 ml Wasser, wurde entgast und 4 Stunden lang bei 40* gerührt. Die entstandene Lösung wurde mit 100 ml gesättigter 19

AT 400 331 B

Natriumbicarbonatlösung abgelöscht und anschließend mit Ethylacetat (2 x 100 ml) extrahiert. Die vereinigten Extrakte wurden über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und eingedampft, wobei 1,7 g Pulver erhalten wurden. Eine analytische Probe wurde durch Sublimation [0,1 mm Hg (13,3 Pa), 145°] des Pulvers hergestellt, wobei Kristalle, F. 152-154 °C, erhalten wurden.

Analyse:

Berechnet für C13N17CIN2O: 61,77 % C 6,78 % H 11,08% N Gefunden: 61,73 % C 6,74 % H 11,02 % N

Beispiel 12 7-Brom-(3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo[2,3-b]indol-5-ol, (7-Bromeserolin)

Ein Gemisch, hergestellt aus 5,1 g Methylcarbamatester von 7-Brom-(3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo[2,3-b]indol-5-ol in 5 ml Ethanol und 2,0 g Natriumhydroxid in 20 ml Wasser wurde entgast und bei Zimmertemperatur 6 Stunden lang gerührt. Die entstandene Lösung wurde mit 200 ml gesättigter Natriumbicarbonatlösung abgelöscht und anschließend mit Ethylacetat (3 x 100 ml) extrahiert. Die vereinigten Extrakte wurden über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und eingedampft, wobei 4,1 g Pulver erhalten wurden. Eine analytische Probe wurde durch Sublimation [0,1 mm Hg (13,3 Pa), 160'] des Pulvers hergestellt und ergab Kristalle, F. 175-177° C.

Analyse:

Berechnet für Ci3Hi7BrN20: 52,53 % C 5,76 % H 9,42 % N Gefunden: 52,46 % C 5,63 % H 9,44 % N

Beispiel 13 7-Brom-(3aS-cis)-l,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-trimethylacetat- hydrochlorid

Eine Lösung von 0.69 g Trimethylessigsäure und 1,10 g 1,1’-Carbonyldiimidazol in 100 ml trockenem, entgastem Tetrahydrofuran wurde 1 Stunde lang unter Rückfluß erhitzt. Das Reaktionsgemisch wurde auf Zimmertemperatur gekühlt, und es wurden 2,00 g 7-Brom-(3aS)-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo[2,3-b]indol-5-ol zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde über Nacht gerührt, und dann wurde das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde mit Dichlormethan/Petrolether verrieben, um das Imidazolnebenprodukt zu fällen. Dieses wurde abfiltriert, und das das gewünschte Produkt enthaltende Filtrat wurde zu einem Öl eingeengt. Das Öl wurde durch Chromatographie über neutralem Aluminiumoxid unter Verwendung von Dichlormethan als Eluierungsmittel gereinigt. Die das gereinigte Produkt enthaltenden Fraktionen wurden vereinigt, und das Lösungsmittel wurde entfernt, wobei 2,1 g viskoses Öl erhalten wurden. Dieses wurde in Ether aufgelöst, und die Lösung wurde in einem Trocke-neis/Aceton-Bad gekühlt und durch Zusatz von etherischem Chlorwasserstoff sauer gestellt. Die Zugabe von Petrolether bewirkte das Ausfällen des Produktes. Nach zweimaliger Umkristallisation aus Ether/Ethanol wurden reine Kristalle von 7-Brom-(3aS-cis)-1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-trimethylacetat-hydrochlorid. F. 214-215° C, erhalten.

Analyse: Berechnet für Ci8H26BrN2 02*HCI: Gefunden: 51,63 % C 51,60 % C 6,50 % H 6,26 % H 6,69 % N 6,71 % N 20

Claims (7)

1. AT 400 331 B Beispiel 14

   7-Brom-(3aS-cis)-1!2,3,3a,8,8a-hexahydro-l ,3a,8-trimethyl-pyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-acetat-hydrochlorid Ein Gemisch aus 3,0 g 7-Brom-eserolin und 86 mg Natriumbicarbonat in 30 ml Tetrahydrofuran wurde entgast und bei 0° C unter Stickstoff gehalten. Kalium-tertbutoxid (120 mg) wurde auf einmal zugegeben, und das Gemisch wurde 20 Minuten lang gerührt. Dann wurden tropfenweise 1,08 g Essigsäureanhydrid zugesetzt. Nach 30 Minuten dauerndem Rühren zeigte die Dünnschichtchromatographie an, daß die Umsetzung vollständig war. Das Gemisch wurde mit Methanol (2 ml) abgelöscht und anschließend zu einem Feststoff eingeengt. Dieses Produkt wurde in Ether (50 ml) extrahiert, und die unlöslichen Stoffe wurden abfiltriert. Die Behandlung mit einer Lösung von HCl (aus Acetylchlorid, 800 mg; MeOH, 4 ml; Ether, 75 ml erzeugt) unter Rühren bei 0° C führte zur Kristallisation des Hydrochloridsalzes (2,0 g), F. 218-221 · C (Zers.). Analyse: Berechnet für CisHi9BrN202*HCI: 47,95 % C 5,37 % H 7,46 % N Gefunden: 47,66 % C 5,35 % H 7,57 % N Patentansprüche 1. Eine Verbindung der Formel I CH:

   (i), worin Z Wasserstoff bedeutet und R für 0 |l -c-nhr2 steht, wobei R2 Phenyl-Ci-C6-alkyl bedeutet, wobei das Phenyl durch 1, 2 oder 3 Substituentengruppen, die jeweils unabhängig voneinander Ci-Cs-Alkyl, Halogen, Nitro, Ci-C6-Alkoxy, Hydroxy oder Trifluormethyl sind, substituiert sein kann, oder worin Z Halogen oder C1-C6-Alkyl bedeutet und R für Wasserstoff oder O II -C-R4 steht, wobei R4 Ci-Cs-Alkyl oder Phenyl bedeutet, oder R für O ll -C-NHR3 21 AT 400 331 B steht, wobei R3 C1-C6-Alkyl, C3-C6-Cycloalkyl, Phenyl oder Phenyl-Ci-Ce-alkyl bedeutet, wobei das Phenyl wie oben angegeben substituiert sein kann, oder das, 3aR-cis-lsomer davon, oder ein Gemisch der zwei Isomeren, darunter das racemische Gemisch, oder ein pharmazeutisch annehmbares Säureadditionssalz hievon. 5
2. 2. Eine Verbindung wie in Anspruch 1 definiert, welche [3aS-[3aa,5(R,'),8aa]]-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro-1,3a,8-trimethyl-pyrrolo [2,3-b]indol-5-ol-(1 -phenyl)ethylcarbamat ist.
3. 3. Eine Verbindung wie in Anspruch 1 definiert, welche [3aS-[3aa,5(S*),8aa]]-1,2,3,3a,8,8a-Hexahydro- 70 1,3a,8-trimethyl-pyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-(1 -phenyl)ethylcarbamat ist.
4. 4. Eine pharmazeutische Zusammensetzung, enthaltend eine wirksame Menge einer wie in Anspruch 1 definierten Verbindung und einen geeigneten Träger dafür.
5. 5. Verwendung einer wie in Anspruch 1 definierten Verbindung für die Herstellung eines Arzneimittels mit gedächtnisstärkender oder schmerzlindernder Wirksamkeit.
6. 6. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel I,

   worin Z Wasserstoff bedeutet und R für 35 0 ir -c-nhr2 steht, wobei R2 Phenyl-Ci -Ce -alkyl bedeutet, wobei das Phenyl durch 1, 2 oder 3 Substituentengrup-40 pen, die jeweils unabhängig voneinander Ci-Ce-Alkyl, Halogen, Nitro, Ci-Cs-Alkoxy, Hydroxy oder Trifluormethyl sind, substituiert sein kann, oder worin Z Halogen oder Ci -Ce -Alkyl bedeutet, R für Wasserstoff oder 45 0 II -C-R4 steht, wobei Rt Ci-Ce-Alkyl oder Phenyl bedeutet, oder R für 0 II -C-NHR3 steht, wobei R3 Ci -Ce-Alkyl, C3-Ce-Cycloalkyl, Phenyl oder Phenyl-Ci-Ce-alkyl bedeutet, wobei das Phenyl wie oben angegeben substituiert sein kann, oder des 3aR-cis-lsomers davon, oder eines Gemisches der zwei Isomeren, darunter des racemischen 22 50 AT 400 331 B Gemisches, oder eines pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalzes davon, welches umfaßt (a) das Umwandeln einer Verbindung der Formel VII

   (VII) , worin Z' Wasserstoff, Halogen oder Ci -Cs-Alkyl ist, durch (1) Umsetzung mit Benzaldehyd, dann (2) Umsetzen des erhaltenen Produktes mit CH3l, (3) Hydrolyse des erhaltenen Produktes und (4) Behandlung des erhaltenen Produktes mit Natrium, in niedrigem Alkanol, gefolgt von optischer Trennung, zur Gewinnung einer Verbindung der Formel I, worin R Methyl ist, und Z wie für Z' oben definiert ist, (5) gegebenenfalls Einfuhren von CI oder Br in die
7. 7-Stellung der erhaltenen Verbindung der Formel I durch Umsetzung der Verbindung mit N-Chlorsuccinimid bzw. N-Bromsuccinimid, (6) gegebenenfalls Entmethylieren der erhaltenen Verbindung der Formel I durch Umsetzung derselben mit AICI3 oder BBr3 zur Gewinnung einer Verbindung der Formel I, worin R H ist, (b) gegebenenfalls das Umsetzen einer Verbindung der Formel I, worin R Wasserstoff ist, und Z wie definiert ist, mit einem Gemisch aus einer Carbonsäure der Formel 0 u R4-C-0H, wobei R+ wie definiert ist, und 1 ,Γ-Carbonyldiimidazol, zur Gewinnung einer Verbindung der Formel I, worin R die Gruppe FUCO- ist, und Z und R* wie oben definiert sind, (c) gegebenenfalls das Umsetzen einer Verbindung der Formel P, welche einer Verbindung der Formel I entspricht, worin R und Z wie definiert sind, und worin die 1-Stellung des Ringes unsubstituiert ist, mit einer Verbindung der Formel CH3Br, zur Gewinnung einer Verbindung der Formel I, worin R und Z wie definiert sind, (d) gegebenenfalls das Umsetzen einer Verbindung der Formel I, worin R für 0 ff -c-nhr2 oder 0 It -C-NHR3 steht, Z Halogen oder Ci-C6-Alkyl bedeutet und R2 und R3 wie definiert sind, mit einer Base, wie NaOH, zur Gewinnung einer Verbindung der Formel I, worin Z wie definiert ist und R Wasserstoff bedeutet. (e) und gegebenenfalls das Herstellen eines pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalzes davon. 23