CH549006A

CH549006A - Verfahren zur herstellung von (alpha)-pinenoxyd.

Info

Publication number: CH549006A
Application number: CH1714667A
Authority: CH
Original assignee: Corvi Camillo Lab Biochimici F
Priority date: 1971-02-11
Filing date: 1971-02-11
Publication date: 1974-05-15

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von a-Pinenoxyd, sowie dessen Anwendung zur Herstellung eines Gemisches von a-Pinenoxyd und Sobrerol.

Unter den auf dem Gebiet der Therapie akuter und chronischer Erkrankungen der Atemwege sehr verbreitet angewandten Produkten sind einige, in welchen die therapeutisch wirksame Verbindung eine Mischung von Oxydationsprodukten von Terpentinöl ist.

Es wurde jedoch gefunden, dass nur ein Teil des Gemisches von Terpentinöl-Oxydationsprodukten für die analeptische Wirksamkeit verantwortlich ist. Es scheint, dass die anderen Bestandteile überhaupt wirkungslos sind, einige unter ihnen sind sogar hoch toxisch und andere scheinen die analeptische Wirksamkeit des Oxydationsgemisches zu vermindern.

Die Erfindung ermöglicht nun die Herstellung einer analeptisch wirkenden Verbindung, die keine schädlichen Nebenwirkungen hat. Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung dieser Verbindung, nämlich des x-Pinenoxyds, ist dadurch gekennzeichnet, dass man Terpentinöl mit Peressigsäure in Gegenwart von Natriumchlorid oxydiert.

Die Erfindung umfasst ferner die Anwendung dieses Verfahrens zur Herstellung eines Gemisches aus a-Pinenoxyd und Sobrerol, die dadurch gekennzeichnet ist, dass man Terpentinöl mit Peressigsäure in Gegenwart von Natriumchlorid oxydiert und das erhaltene Gemisch der Hydrolyse unterwirft.

Alle Produkte, die gaschromatographisch aus dem Gemisch von Oxydationsprodukten isoliert wurden, wurden pharmakologisch geprüft, und es wurde gefunden, dass oc-Pi- nenoxyd mit der Formel I auf dem Formelblatt die Ursache der analeptischen Wirksamkeit der Mischung ist. Das a-Pinen- oxyd wird in Gegenwart von Wasser teilweise zu Sobrerol (II) umgelagert.

Das cc-Pinenoxyd ist in den Oxydationsprodukten von Terpentinöl in Mengen von weniger als 2% vorhanden und dessen Anwesenheit wurde unter anderen Komponenten, wie a- und ,B-Pinen, Alkoholen, Ketonen und Aldehyden der Terpenreihe, durch gaschromatographische Analyse festgestellt. cc-Pinenoxyd besitzt die folgenden Eigenschaften: Gefrierpunkt unter -60"C Siedepunkt 65"C (10 mm Hg) Dichte (20"C) 0,963 Refraktionsindex (20"C) 1,4697 Aussehen: farblose Flüssigkeit Geruch: kampferähnlich Löslichkeit: nicht mischbar mit Wasser, mischbar mit Methanol, Hexan, Benzol, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff und Aceton.

Das gaschromatographische Spektrum des -Pinenoxyds ist in Figur 1 der beiliegenden Zeichnungen wiedergegeben, während Figur 2 der besagten Zeichnungen das gaschromatographische Spektrum einer Mischung von Terpentinöl-Oxydationsprodukten, wie sie zur pharmazeutischen Anwendung üblicherweise Verwendung findet, zeigt.

a-Pinenoxyd kann durch Zusatz oberflächenaktiver Mittel im Wasser dispergiert werden. Das Hydrolysenprodukt des a-Pinenoxyds, Sobrerol, hat die Struktur der Formel II. Sein Schmelzpunkt beträgt nach Umkristallisation aus Äthanol 1500C und es ist eine farblose, kristalline Festsubstanz.

Die in den Oxydationsprodukten von Terpentinöl anwesenden Aldehyde und Ketone sind im allgemeinen sehr toxisch und einige dieser Bestandteile machen sogar die pharmazeutische Wirksamkeit von a-Pinenoxyd und Sobrerol zunichte.

Als eine Folge der Entdeckung, dass oc-Pinenoxyd, welches in verhältnismässig reinem Zustand erhalten werden kann, der wirksame Bestandteil des Gemisches von Terpenoxyden ist, ist es nun möglich, die Zusammensetzungen mit einer bekannten und verlässlichen Dosierung herzustellen. Dies war bisher im allgemeinen unmöglich, da Mischungen natürlichen Ursprungs, in welchen einige Bestandteile unbekannt waren, verwendet wurden, wobei die Mischungen nach der Oxydation unterschiedliche Eigenschaften besassen.

sc-Pinenoxyd hat die folgenden pharmakologischen Eigenschaften:
Toxizität: Tolerierte orale Dosis (Ratte): 0,6 mg/kg Tolerierte intraperitoneale Dosis (Ratte): 0,06 mg/kg Inhalationsdosis (Ratte): 9,7 mg/m3 während einer
Stunde
Es wurde während einer Versuchsdauer von 33 Tagen keine Sterblichkeit oder Veränderungen im Wachstum beob achtet.

cc-Pinenoxyd wurde pharmakologisch in den pharmazeutischen Dosierungsformen, wie Ampullen und Suppositorien, untersucht und diese ergaben in Anwesenheit von Sobrerol die folgenden Resultate:
Akute Toxizität (Methode von Carrol S. Weill, Biometrics , 1952):
Die LD50 wurde logarithmisch berechnet aus Resultaten, die durch Versuche an vier Gruppen von Albinoratten mit einem Durchschnittsgewicht von 250 + 21 g erhalten wurden.

Die Droge wurde subkutan eingegeben. Die Resultate sind in der Tabelle I aufgeführt.

TABELLE I Gruppe Menge Dosis (g/kg) Sterblickkeits- F LD50 ziffer
1 10 1 0 1,0 5,8 g/kg
2 10 1 0
3 10 4 1/10
4 10 10 6/10
Chronische Toxizität in Ratten im Wachstum
Dieser Versuch wurde für Wachstumsveränderungen an jungen, frisch abgesäugten Ratten durchgeführt. Zwei Gruppen von zehn gleich schweren (etwa 50 Gramm) Ratten wurden mit einer gleichmässigen, synthetisch vereinheitlichten Diätgefüttert. Der Diät der ersten Gruppe war eine genügende Menge von cc-Pinenoxyd beigemengt, um jede Ratte eine tägliche Dosis von 0,6 g/kg verzehren zu lassen.

Die Ratten wurden vor der ersten Behandlung und darauffolgend jede zweite Woche gewogen. Der ganze Versuch dauerte zwei Monate. Die Tabellen II und III zeigen, dass die Wachstumsrate der Ratten durch 2-Pinenoxyd nicht beeinflusst wird.

TABELLE II
Gewicht von Ratten, die mit einer a-Pinenoxyd enthaltenden
Diät gefüttert wurden
Ratte Anfangs- Gewicht nach Wochen:
Nr. gewicht 2 4 6 8
1 45 68 110 125 152
2 51 70 101 120 160
3 53 69 105 136 148
4 47 76 108 130 162
5 56 71 120 132 149
6 52 64 102 128 159
7 48 74 115 137 154
8 50 77 105 125 144
9 51 70 103 131 161
10 52 68 106 130 155
Durch- 50 + 3 70 + 4 107 + 6 129 + 5 154 + 6 schnitt
TABELLE III
Gewicht von Ratten, die mit einer kein la-Pinenoxyd enthaltenden Diät gefüttert wurden
Ratte Anfangs- Gewicht nach Wochen:

:
Nr. gewicht 2 4 6 8
1 54 70 105 130 150
2 49 65 115 141 160
3 47 73 103 145 142
4 53 75 100 128 145
5 57 80 110 125 155
6 49 69 122 139 148
7 54 62 108 135 139
8 45 65 102 127 143
9 50 75 116 136 144
10 54 68 108 127 147
Durch- 50 + 4 70 + 5 108 + 7 133 + 7 147 + 6 schnitt
Chronische Toxizität in ausgewachsenen Ratten
Dieser Versuch wurde an 15 Albinoratten vom Durchschnittsgewicht von 105 + 19 g, die während der ganzen Versuchsdauer unter normalen Bedingungen von Fütterung und Käfig gehalten wurden, durchgeführt. Jede Ratte erhielt eine tägliche subkutane Dosis von 0,6 g/kg a-Pinenoxyd.

Nach 40 Tagen wurden die Ratten durch Durchschneiden der Halsschlagader in einer leichten Äthernarkose getötet.

Die folgenden Organe wurden sofort untersucht: Leber, Magen, Eingeweide, Lunge, Herz, Niere, Suprarenalkapseln, Schilddrüse und Gonaden. Von in Formalin und Bouin fixierten Teilen dieser Organe wurden histologische Schnitte zur Anfärbung mit Hämatoxylin/Eosin, Sudan III und Mallory hergestellt. Die mikroskopische Untersuchung zeigte keine Veränderung der normalen histologischen Struktur.

Einfluss auf die Blutzirkulation
Dieser Versuch wurde mit 6 ausgewachsenen Albinoratten von 176 g Durchschnittsgewicht durchgeführt. Der Blutdruck und die Herzschlagfrequenz wurden vor der Behandlung und nach täglicher Eingabe einer Dosis von 0,6 g/kg a-Pinenoxyd bestimmt. Der ganze Versuch dauerte einen Monat und die Auswertungen wurden nach je zehn Tagen vorgenommen.

Diese Werte wurden von der Schwanzarterie unter Anwendung eines photoelektrischen Apparates und eines Manometers erhalten, welche die Bestimmung der Herzschlagfrequenz beziehungsweise des Blutdruckes ermöglichen. Tabelle IV zeigt, dass die normale Blutzirkulation durch os-Pinenoxyd nicht beeinflusst wird.

TABELLE IV
Druck u. Frequenz vor der Druck u. Frequenz als Funktion der Behandlungsdauer mit x-Pinenoxyd
Ratte Behandlung 10. Tag 20. Tag 30. Tag
Nr. Druck Frequenz Drk. Fr. Drk. Fr. Drk. Fr.

1 110 340 105 350 110 355 105 370
2 115 370 105 360 120 350 120 360
3 105 360 110 370 115 370 90 350
4 90 350 85 340 100 360 110 370
5 100 360 95 360 110 370 115 375
6 95 375 100 350 90 355 110 350 Durch- 100 359 100 355 107 360 108 362 schnitt
Einfluss auf das Blut
An 4 ausgewachsenen Kaninchen mit einem durchschnitt lichen Gewicht von 2,375 kg wurden die Erythrozyten mittels einer Thoma-Zeiss-Teilchenzählkammer, nach einer täglichen Eingabedosis, die 0,6 g/kg &alpha;-Pinenoxyd entsprach, bestimmt.

Die Versuche wurden mit Blut, das der Ohrrandvene entnommen wurde, alle 10 Tage während eines Monats ausgeführt. Die Tabelle V zeigt, dass cc-Pinenoxyd das Funktionieren des hämatopoetischen Apparates nicht behindert.

TABELLE V
Menge v. Menge v. Erythrozyten nach der
Kanin- Erythrozyten Behandlung chen vor der
Nr. Behandlung (X 105) (X 105) 10. Tag 20. Tag 30. Tag
1 45 48 50 49
2 47 50 47 50
3 50 48 49 49
4 49 51 50 51
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele und Versuche illustriert.

Versuch I
Wirkung auf die Bronchien
Drei Meerschweinchengruppen wurden den Versuchen Jnterworfen. Die Tiere der ersten Gruppe wurden als Kontrollniere verwendet und erhielten keinerlei Behandlung. Die zwei te Tiergruppe erhielt eine parenteral eingegebene Dosis von D,3 g/kg a-Pinenoxyd und die dritte Gruppe erhielt eine rektal eingegebene Dosis von 0,6 g/kg &alpha;-Pinenoxyd zwei Stunden vor Beginn des Versuches.

Alle Gruppen wurden während drei Minuten in einem luftdichten Behälter Ammoniakdämpfen in Aerosolform ausgesetzt. Das Aerosol war aus einer 0,5 n wässerigen Ammoniumhydroxydlösung erhalten worden.

Die Resultate zeigen, dass z-Pinenoxyd eine stark herabsetzende Wirksamkeit auf Bronchialspasma und Bronchialirritation besitzt. Die folgende Tabelle VI zeigt die durchschnittliche Anzahl von Hustenanfällen bei Tieren, die mit dem Produkt behandelt wurden, im Vergleich zur durchschnittlichen Anzahl von Anfällen der Kontrolltiere.

TABELLE VI Wirkungen der Eingabe von &alpha;-Pinenoxyd auf die Häufigkeit von Hustenanfällen bei Meerschweinchen. die während 3 Minuren n/2 Ammoniakaerosol ausgesetzt wurden.

Kontrollgruppe I Gruppe II (parenteral) Gruppe III (rektal) Anzahl Anzahl Anzahl Tier Gewicht Anzahl Tier Nr. Gewicht Anzahl
Tier Nr. Gewicht Hustenanfälle Tier Nr. Gewicht HustenanfälleTier Nr. Gewicht Anzahl
1 390 14 1 380 2 1 375 3
2 350 8 2 345 6 2 350 5
3 410 10 3 400 5 3 380 2
4 385 12 4 390 4 4 400 7
5 405 9 5 340 1 5 410 4
6 365 7 6 405 2 6 370 9
7 335 13 7 410 3 7 355 3
8 320 15 8 370 8 8 395 2
9 450 10 9 385 7 9 410 8
10 315 8 10 360 3 10 360 1
Durch- Durch- Durch schnitt 372 10 schnitt 378 4 schnitt 380 4
Versuch 11
Sedative Wirkung auf das Atemzentrum;
Wirksamkeit auf reflektierte Reize
Sechs Kaninchen wurden ohne Anästhesie in die Luftröhre geimpft und die Kanülen wurden an eine Marey-Trommel angeschlossen.

Der Reflexreiz auf das Atmungszentrum wurde durch eine endovenöse Injektion von 1 mg/kg Lobelin in allen Tieren ausgelöst.

Drei Kaninchen dienten ohne weitere Behandlung als Kontrolltiere, den drei anderen aber wurde eine Stunde vor der Lobelininjektion eine subkutan eingegebene Dosis von 0,3 g/kg cc-Pinenoxyd verabreicht. Die Resultate zeigen, dass a-Pinen- oxyd die durch Lobelininjektion ausgelöste Erhöhung der Atmungsabweichung und Erhöhung der Herzschlagsfrequenz teilweise behindert.

versuch III
Wirksamkeit auf direkte Reize
Es wurde der gleiche Versuch wie unter II durchgeführt mit dem Unterschied, dass der Reiz auf das Atmungszentrum durch eine Dosis von 0,5 mg/kg Strichninnitrat hervorgerufen wurde. In diesem Versuch zeigte das ,oc-Pinenoxyd keinen Einfluss.

Versuch IV
Wirksamkeit auf direkten Reiz
Der gleiche Versuch wie unter II wurde durchgeführt, ausgenommen, dass der Reiz auf das Atemzentrum durch Einatmung von CO2 während einer Dauer von 60 Sekunden erfolgte. Die Erhöhung der Atmungsabweichung, die durch CO2 hervorgerufen worden war, wurde von a-Pinenoxyd gehemmt.

Die Wirkung von,&alpha;-Pinenoxyd ist auch in klinischen Versuchen bei an Lungentuberkulose, Silikose, Bronchialasthma, Emphisem, Bronchialerweiterung und an akuter und chronischer Bronchitis leidenden Patienten beobachtet worden. Die anAtembeschwerden leidenden Patienten wurden am Beginn und am Ende der Therapie spirographisch untersucht, um eventuelle Veränderungen festzustellen. Die subjektiven Veränderungen der Symptome, Husten und Auswurf, wurden bei allen während einigen Monaten behandelten Patienten laufend untersucht. Danach wurde die Änderung des Symptoms Dispnoe beobachtet. Es wurde der Möglichkeit von Fällen von Unverträglichkeit Aufmerksamkeit geschenkt.

Die Resultate und Schlussfolgerungen der Versuche sind die hier folgenden:
1. -Pinenoxyd hat sich als therapeutisch sehr wirksam erwiesen, indem es die Hustensymptome beständig abschwächt.

In den meisten Fällen wurde der Auswurf vermindert und leichtflüssiger.

2. Spirographische Untersuchungen an unter Atembeschwerden leidenden Patienten zeigten eine gleichmässige Zunahme des Index und besonders der vitalen Kapazität und des maximalen Luftaustausches pro Minute.

Eine merkliche Erhöhung des Volumens pro Minute wurde beobachtet, des VEMS/CV und des Sauerstoffverbrauches pro Minute. Diese günstige Veränderung der spirographischen Indizes kann der analeptischen Wirksamkeit von lx-Pinenoxyd zugeschrieben werden und wird in der folgenden Tabelle illustriert.

TABELLE VII Veränderungen der spirographischen Indizes nach Behandlung mit o-Pinenoxyd
Patient Modifikation von Modifikation vitaler Modifikation Modifikation Modifikation v.

Nr. Vol/min Kapazität Menge/min VEMS/CV O2-Verbrauch/min
Menge/min
1 + 10% + 15% + 15% + 10% + 10%
2 + 5% + 15% + 15% + 10% + 5% 3 + 10% + 15% +20% + + 5%
4 + 10% +20% +20% + 5% + 10%
5 + 5% + 15% +20% + 5%
6 + 5% + 10% +15%
7 + + 10% + 10% + 5% + 5%
8 + 5% + 10% + 15% + + 5%
9 + 5% + 15% +20% + 5%
10 - + 10% + 15%
11 + 5% + 10% +25% + 5% + 5%
12 -

+ 10% + 10% + 10%
13 - + 10% + 10%
14 + 10% + 15% + 15% - + 5%
15 + 5% + 10% +20% + 5%
16 - + 15% + 5%
17 + 5% + 15% +25% + 10% + 5%
18 - + 5% + 10% +15%
19 + 10% - + 5% + 5% + 10%
20 + 10% + 15% +25% + 10% + 10%
3. -Pinenoxyd zeigte selbst bei Anwendung in lang andauernder Behandlung keine

unerwünschten Nebenwirkungen oder Unverträglichkeiten.

Beispiel
In einen geeigneten Reaktor mit Schüttelvorrichtung, Rückflussvorrichtung und Doppelwand für den Kreislauf der Sole werden 850 g Terpentinöl mit hohem o-Pinengehalt (70 bis 80%) und 200 ml Äthyläther eingeführt und der Mischung 500 g Natriumchlorid zugefügt.

Mit einer Temperatur von -50C wird die Epoxydation mit 4o%iger Peressigsäure (980 g) in einer Zeitdauer von ca. 3 Stunden ausgeführt.

Die mit Wasser verdünnte und mit Natriumcarbonat neutralisierte Masse wird dann getrennt. Nachdem die organische Flüssigkeit auf wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet worden ist, wird sie bis zur restlosen Entfernung des Äthers verdampft und dann rektifiziert.

Die bei 82"C unter 20 mm kochende Fraktion ist das Pinenoxyd. Das gewonnene Produkt wiegt zwischen 400 und 500 g je nach dem Titer des Ausgangsterpentinöls. Merkmale des gewonnenen Produktes:
ND20 = 1,4692
D420 = 0,966
Das Pinenoxyd gibt durch Hydrolyse reines Sobrerol, das als solches im pharmazeutischen Produkt zur Verwendung kommen kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

I. Verfahren zur Herstellung von a-Pinenoxyd, dadurch gekennzeichnet, dass man Terpentinöl mit Peressigsäure in Gegenwart von Natriumchlorid oxydiert.

II. Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch I zur Herstellung eines Gemisches aus a-Pinenoxyd und Sobrerol, dadurch gekennzeichnet, dass man Terpentinöl mit Peressigsäure in Gegenwart von Natriumchlorid oxydiert und das erhaltene Gemisch der Hydrolyse unterwirft.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Terpentinöl mit einem Gehalt an os-Pi- nen von 70 bis 80% verwendet.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxydation in Äthyläther erfolgt.

3. Anwendung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrolyse des Oxydationsgemisches durch Dispersion in einem wässerigen Medium in Gegenwart eines oberflächenaktiven Mittels erfolgt.

4. Anwendung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man das gebildete Sobrerol aus dem Gemisch abtrennt, z.B. mittels Gaschromatographie.