CH627461A5

CH627461A5 - Verfahren zur herstellung von acylsaccharinen.

Info

Publication number: CH627461A5
Application number: CH1056576A
Authority: CH
Inventors: Dennis Mulvey; Howard Jones; Morris Zimmerman
Original assignee: Merck & Co Inc
Priority date: 1975-08-20
Filing date: 1976-08-19
Publication date: 1982-01-15
Also published as: DE2636599C2; GB1518404A; CH625232A5; FR2321288B1; DE2636599A1; DK352176A; FR2321288A1; US4195023A; SE434946B; SE7608748L; JPS5225769A; NL7608676A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der neuen Verbindungen der allgemeinen Formel II

N-C-A

R.

1

(O)

in der Ri ein Halogenatom, wie ein Fluor-, Chlor- oder Bromatom, einen Ci-s-Alkoxyrest, wie eine Methoxy-, Äthoxy-oder Propoxygruppe, einen Ci-s-Alkylaminorest, wie eine N-Methylamino- oder N-Äthylaminogruppe, einen Di-Ci-s-alkylaminorest, wie eine N,N-Dimethylamino- oder N,N-Diäthylaminogruppe, einen Ci-s-Alkoxycarbonylrest, wie eine Methoxycarbonyl- oder Äthoxycarbonylgruppe,

eine Amino- oder Nitrogruppe oder (insbesondere) ein Wasserstoffatom bedeutet, und

A einen verzweigten C3-io-Alkylrest, wie eine Isopropyl-, Isobutyl-, Isopentyl-, Isohexyl-, tert.-Butyl-, 2-Äthylbutyl-, 2-Äthylpentyl- oder (insbesondere) 2-Äthylpropylgruppe, einen Cz-s-AIkenylrest, wie eine Allyl-, Propenyl- oder (insbesondere Vinylgruppe, einen Ca-5-Alkinylrest, wie eine Äthinyl-, l-Propinyl-oder2-Propinylgruppe, einen Cyclo-C3-7-alkylrest, wie eine Cyclobutyl-, Cyclopentyl-, Cyclo-hexyl-, Cycloheptyl- oder (insbesondere) Cyclopropyl-gruppe, eine Fluorphenylgruppe, wie eine 3-Fluorphenyl-, 4-Fluorphenyl-, 2,4-Difiuorphenyl- oder (insbesondere) 2-Fluorphenylgruppe, einen Heteroarylrest, wie eine Pyr-rolyl-, Pyridyl-, Pyranyl- oder (insbesondere Furyl- oder Thienylgruppe, oder einen substituierten Heteroarylrest, wie eine Sulfofuryl- oder N,N-Diäthylaminomethylfurylgruppe, darstellt.

Vorzugsweise ist Ri ein Wasserstoffatom oder ein Ci-5-Alkoxycarbonylrest und A bedeutet einen verzweigten C3-10-Alkylrest, einen C2-5-Alkenyl- oder Cyclo-C3-7-Alkylrest,

eine Fluorphenyl-, Furyl-, substituierte Furyl-, Thienyl- oder substituierte Thienylgruppe.

Besonders bevorzugt ist Ri ein Wasserstoffatom und A bedeutet einen verzweigten C3-10-Alkylrest oder eine Fluorphenylgruppe.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass - vorzugsweise durch Kochen unter Rückfluss in einem geeigneten Lösungsmittel - eine Verbindung der allgemeinen Formel III

N© M©

(0)

in der M® ein Alkalimetallatom oder (NR'4)+, wobei R' ein Wasserstoffatom oder ein C [-5-Alkylrest ist, bedeutet, mit einer Verbindung der allgemeinen Formel IV

O (IV)

II

X-C-A

in der X ein Chlor-, Brom- oder Jodatom darstellt, umgesetzt wird.

Das inerte Lösungsmittel soll wasserfrei sein und kann einen Kohlenwasserstoff, wie Hexan, Benzol, Toluol oder Xylol, einen Ci-5-Alkyläther, wie Diäthyläther, einen hetero-cyclischen Äther, wie Dioxan oder (insbesondere) Tetrahy-drofuran (THF), ein tertiäres Amid, wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid oder Hexamethylphosphoramid, ein Keton, wie Aceton oder Methyläthylketon, oder Mischungen davon darstellen. Die Umsetzung kann bei Temperaturen von etwa 0 bis 250°C durchgeführt werden; man arbeitet vorzugsweise bei der Rückflusstemperatur des Lösungsmittels. Die Reaktionsdauer ist nicht ausschlaggebend; man führt die Umsetzung vorzugsweise bis zum praktisch vollständigen Ablauf durch. Der Druck ist ebenfalls nicht kritisch; im allgemeinen wird die Umsetzung bei Atmosphärendruck im offenen System vorgenommen. Das Reaktionsprodukt kann in üblicher Weise isoliert werden, beispielsweise durch Abfiltrieren des gebildeten Salzes und anschliessende Lösungsmittelabtrennung.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel III können durch Umsetzung von 3-Oxo-1,2-benzisothiazolin-1,1 -dioxid (unter der Bezeichnung «Saccharin» bekannt) mit einem feinteiligen Alkalimetall (wie Natrium oder Kalium) hergestellt werden. Man kann die Vebindungen der allgemeinen Formel III auch durch Umsetzung des 3-Oxo-l,2-benziso-thiazolin-l,l-dioxids mit einem Alkalihydrid (wie Natriumoder Kaliumhydrid) erzeugen. Das 3-Oxo-1,2-benzisothia-zolin-1,1-dioxid kann durch Umsetzung einer Verbindung der allgemeinen Formel V mit Ammoniak und anschliessende Oxidation hergestellt werden.

X bedeutet Chlor, Brom oder Jod.

4

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

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Die verschiedenen Reste Ri können nach herkömmlichen Methoden (wie nachstehend erläutert) in den Benzolkern eingeführt werden.

Die verwendeten Ausgangsverbindungen sind in der Literatur beschrieben und stellen häufig Handelsprodukte dar (mit Ausnahme der nachstehend angeführten Fälle). Die Einführung der verschiedenen Reste Ri in den Benzolring erfolgt nach herkömmlichen Methoden, beispielsweise durch Nitrierung (im Falle der Nitrogruppe), Reduktion der Nitrogruppe mit Wasserstoff und einem Katalysator, wie Raney-Nickel, feinteiligem Platin oder Palladium, oder mit feinteiligem Zinn und Salzsäure, reduzierende Alkylierung mit einem Ci-5-Alkylaldehyd (zur Einführung eines C1-5-Alkylamino-oder Di-Ci-5-alkylaminorests), wobei die Hydrierung in Gegenwart eines Ci-5-Alkylaldehyds erfolgt, oder Diazotie-rung der Aminogruppe und anschliessende Umsetzung mit:

(a) Wasser und Schwefelsäure unter Erwärmen auf 95°C (zur Einführung der Hydroxylgruppe),

(b) Kaliumjodid unter Erwärmen auf 95°C (zur Einführung des Jodatoms),

(c) Kupfer(I)-chlorid (zur Einführung des Chloratoms),

(d) Kupfer(I)-cyanid und Kaliumcyanid (zur Einführung der Cyangruppe),

(e) Bromwasserstoffsäure und Kupfermetallpulver (zur Einführung des Bromatoms),

(0 Kupferpulver oder Zink und Benzol (zur Einführung der Phenylgruppe),

(g) Natriumarsenit (zur Einführung der Arsonatgruppe),

(h) Kaliummercaptid (zur Einführung der Mercapto-gruppe),

(i) Thioglykolsäure (zur Einführung der Carboxymethyl-thiogruppe) oder

(j) Natriumazid (zur Einführung der Azidgruppe).

Die 3-Oxo-1,2-benzisothiazoline können durch Oxidation mit einem geeigneten Oxidationsmittel, wie Wasserstoffperoxid oder Kaliumpermanganat, in die entsprechenden 3-Oxo-1,2-benzisothiazolin-1,1 -dioxide (auch unter der Bezeichnung «Saccharine» bekannt) umgewandelt werden.

Die nachstehenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch zu beschränken. Sämtliche vorkommenden Teilangaben beziehen sich auf das Gewicht, sofern es nicht anders angegeben ist.

Beispiel 1

4-Sulfo-2-furoylchlorid

0,1 Mol 4-Sulfo-2-furansäure wird 40 Min. bei 60°C mit 30 ml Thionylchlorid gerührt. Beim Eindampen des Reaktionsgemisches zur Trockene erhält man 4-Sulfo-2-furoyl-chlorid.

Beispiel 2

5-(N,N-Diäthylaminomethyl)-2-furoylchlorid

A) Äthyl-5-(N,N-diäthylaminomethyl)-2-furoat

0,1 Mol Äthyl-5-(chlormethyl)-2-furoat wird mit 0,25 Mol Diäthylamin 1 Std. in 40 ml Benzol unter Rückfluss gekocht. Anschliessend filtriert man die Benzollösung und wäscht mit

Wasser. Die organische Schicht wird abgetrennt und über Magnesiumsulfat getrocknet. Man filtriert das Mangesium-sulfat ab und dampft das Filtrat zur Trockene ein. Bei der Destillation des Rückstands erhält man eine reine Fraktion s von Äthyl-5-(N,N-diäthylaminomethyl)-2-furoat vom Kp. 97 bis 106°C/0,1 mm Hg.

B) 5-(N,N-Diäthylaminomethyl)-2-furoylchlorid

0,1 Mol des Äthyl-5-(N,N-diäthylaminomethyl)-2-furoats 10 von2A)in 10%iger wässrig-äthanolischer (50:50) Natronlauge wird 20 Min. unter Rückfluss gekocht und anschliessend abgekühlt. Man dampft das Äthanol ab, extrahiert die wässrige Schicht mit Äthylacetat und stellt sie mit 0, In Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 7 ein. Dann dampft 15 man die wässrige Lösung zur Trockene ein und kocht den pulverigen Rückstand 4 Std. in 60 ml Thionylchlorid. Anschliessend dampft man das Reaktionsgemisch zur Trok-kene ein und extrahiert das Säurechlorid-hydrochlorid mit einem Gemisch aus gleichen Teilen Äthylacetat und Isopro-20 panol. Beim Eindampfen der Äthylacetatlösung erhält man 5-(N,N-Diäthylaminomethyl)-2-furoylchlorid-hydrochlorid.

Beispiel 3

2-(2-Furoyl)-oxo-1,2-benzisothiazolin-6-carbonsäure-methy-25 lester-1,1-dioxid

A) 3-Oxo-1,2-benzisothiazolin-6-carbonsäuremethylester

Eine Lösung von 19,5 g (0,1 Mol) 3-Oxo-1,2-benzisothia-

zolin-6-carbonsäure in 40 ml Isopropanol wird bei 0°C unter 30 Rühren innerhalb von 10 Min. mit einem Überschuss einer Ätherlösung von Diazomethan versetzt. Beim Eindampfen des Reaktionsgemisches zur Trockene erhält man den 3-Oxo-l,2-benzisothiazolin-6-carbonsäuremethylester in Form eines Öls.

35

B) 3-Oxo-1,2-benzisothiazolin-6-carbonsäuremethylester-

1.1-dioxid

Man löst den 3-Oxo-l,2-benzisothiazolin-6-carbonsäure-methylester von Besipiel 3 A) in Äthylacetat und versetzt die 40 Lösung mit zwei Äquivalenten 3 vol.-%igem wässrigem Wasserstoffperoxid. Die organische Schicht wird abgetrennt und getrocknet. Das 3-Oxo-l,2-benzisothiazolin-6-carbon-säure-methylester-1,1-dioxid wird durch Abdampfen des Lösungsmittels isoliert.

45

C) 3-Oxo-1,2-benzisothiazolin-6-carbonsäuremethylester-1,1 -dioxid-natriumsalz

0,1 Mol des 3-Oxo-1,2-benzisothiazolin-6-carbonsäure-methylester-l,l-dioxids von Beispiel 3B) werden in 40 ml 50 Benzol gelöst. Die Lösung wird innerhalb von 1 Std. unter Kühlung mit 3,5 g (0,15 Mol) Natriummetall versetzt. Das 3 -Oxo-1,2-benzisothiazolin-6-carbonsäuremethylester-1,1-dioxid-natriumsalz wird abfiltriert und getrocknet.

55 D) 2-(2-Furoyl)-3-oxo-l,2-benzisothiazolin-6-carbonsäu-remethylester-1,1-dioxid

Ein Gemisch von 0,1 Mol 2-Furoylchlorid und des 3-Oxo-

1.2-benzisothiazolin-6-carbonsäuremethylester-1,1 -dioxid-natriumsalzes von Beispiel 3C) wird 3 Std. in 100 ml Tetrahy-

60 drofuran unter Rückfluss gekocht. Anschliessend wird das Reaktionsgemisch heiss filtriert. Beim Eindampfen des Filtrats erhält man das Produkt, welches mit Äther angerieben und an der Luft getrocknet wird. Man erhält 2-(2-Furoyl)-3-oxo-1,2-benzisothiazolin-6-carbonsäuremethylester-1,1-65 dioxid.

Wenn man im vorstehenden Beispiel anstelle von 2-Furoylchlorid jeweils die äquivalente Menge 2-Thenoyl-chlorid, 3-Methoxybenzoylchlorid, Benzoylchlorid, Piva-

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Ioylchlorid, 2-ÄthyIbutyryIchlorid, Acryloylchlorid, Cyclo-propylcarbonylchlorid, 2-Fluorbenzoylchlorid, 4-Sulfo-2-furoylchlorid bzw. 5-(N,N-Diäthylaminomethyl)-2-furoyl-chlorid einsetzt, erhält man in analoger Weise 2-(2-Thenoyl)-3-oxo-1,2-benzisothiazolin-6-carbonsäure-methylester-1,1 -dioxid,

2-(3-Methoxybenzoyl)-3-oxo-1,2-benzisothiazoIin-6-carbon-säuremethylester-1,1 -dioxid,

2-Benzoyl-3-oxo-1,2-benzisothiazolin-6-carbonsäuremethyl-ester-1,1-dioxid,

2-Pi valoyl-3-oxo-1,2-benzisothiazolin-6-carbonsäuremethyl-ester-1,1-dioxid,

2-(2-Äthylbutyryl)-3-oxo-1,2-benzisothiazolin-6-carbon-säuremethylester-1,1 -dioxid,

2-Acryloyl-3-oxo-1,2-benzisothiazolin-6-carbonsäuremethyl-ester-1,1-dioxid,

2-Cyclopropylcarbonyl-3-oxo-1,2-benzisothiazolin-6-carbo nsäuremethylester-1,1 -dioxid, 2-(2-FIuorben-zoyl)-3-oxo-1,2-benzisothiazolin-6-carbonsäure-methy lester-1,1 -dioxid,

2-(4-Sulfo-2-furoyl)-3-oxo-1,2-benzisothiazolin-6-carbon-säuremethylester-1,1 -dioxid bzw. 2-[5-N,N-Diäthylaminome-thyl)-2-furoyl]-3-oxo-l,2-benzisothiazolin-6-carbonsäu-remethylester-1,1 -dioxid.

Beispiel 4

2-Fluorbenzoyl-saccharin

A) 2-Fluorbenzoylchlorid

Eingemischvon 14g(0,l Mol)2-FIuorbenzoesäureund3Q ml Thionylchlorid wird in 70 ml Benzol 4 Std. unter Rückfluss gekocht. Anschliessend wird das Gemisch abgekühlt und im Vakuum eingedampft. Man erhält das 2-FIuorben-zoylchlorid in Form einer Flüssgikeit.

Wenn man anstelle von 2-Fluorbenzoesäure jeweils die äquivalente Menge 2-Carboxythiophen, 3-Methoxybenzoe-säure bzw. Benzoesäure einsetzt, erhält man in analoger Weise 2-Chlorcarbonylthiophen (2-Thenoylchlorid), 3-Me-thoxybenzoylchlorid bzw. Benzoylchlorid.

B) 2-(2-Fluorbenzoyl)-saccharin

Ein Gemisch des 2-FIuorbenzoylchlorids von Beispiel 4A) und 18,5 g (0,09 Mol) Natriumsaccharin wird in 100 ml Tetrahydrofuran über Nacht unter Rückfluss gekocht. Das Reaktionsgemisch wird anschliessend heiss filtriert und das Filtrat zu einem teilweise festen und teilweise öligen Produkt eingedampft. Dieses wird mit Äther angerieben und luftgetrocknet. Man erhält 10,3 g 2-(2-Fluorbenzoyl)-saccharin vom Fp. 148 bis 151°C.

Wenn man anstelle von 2-Fluorbenzoylchlorid jeweils die äquivalente Menge 2-Thenoylchlorid, 3-Methoxybenzoyl-chlorid, Benzoylchlorid, Pivaloylchlorid, 2-Äthylbutyryl-chlorid, Acryloylchlorid, Cyclopropylcarbonylchlorid, 2-Furoylchlorid, 4-Sulfo-2-furoylchlorid bzw. 5-(N,N-Diä-thylaminomethyl)-2-furoylchlorid einsetzt, erhält man in analoger Weise 2-(2-Thenoyl)-saccharin (Fp. 127 bis 131°C), 2-(3-Methoxybenzoyl)-saccharin(Fp. 129 bis 131 °C), 2-(Ben-zoyl)-saccharin (Fp. 156 bis 159°C), 2-(Pivaloyl)-saccharin (Fp. 209 bis 210°C), 2-(2-Äthylbutyryl)-saccharin (Fp. 82 bis 83 °C), 2-(Acryloyl)-saccharin (Fp. 177 bis 180°C), 2-(Cyclo-propylcarbonyl)-saccharin (Fp. 203 bis 205°C), 2-(Furoyl)-saccharin (Fp. 133 bis 135°C), 2-(4-Sulfo-2-furoyl)-saccharin (fp. 220 bis 223°C) bzw. 2-[5-(N,N-Diäthylamino-methyl)-2-furoyl]-saccharin.

Durch Papain erregte Emphyseme beim Hamster

Für den Test werden männliche syrische Hamster mit einem Gewicht von jeweils 70 bis 90 g verwendet. Die Tiere haben ausser in der Testkammer beliebigen Zugang zur Nahrung und Wasser. Man anästhesiert die Tiere durch intraperitoneale Verabreichung von Pentobarbital (60 mg/kg). Dann werden Kochsalzlösung (Vergleichstest) oder 2-(2-Foroyl)-saccharin (suspendiertin destilliertem Wasser) in Dosen von 0,3,1 bzw. 3 mg durch ein leicht gekrümmtes Kapillarrohr (Kimax-51 Nr. 34500) in die Luftröhre (intratracheal) eingegeben. Ein 5-cm-Stück eines am distalen Ende des Kapillarrohres befestigten Polyäthylenschlauchs (Intramedic PE 205) wird in eine Ampulle eingetaucht, welche 0,2 ml der jeweiligen Suspension enthält. Aufgrund der Atmung der Versuchstiere werden die Flüssigkeiten innerhalb einiger Sekunden inhaliert. Nach etwa 40 Min. werden die Versuchstiere 3 Std. einem Aerosol von destilliertem Wasser oder 3% Papain (Matheson, Coleman and Bell) ausgesetzt. Das Aerosol wird durch zwei Vernebier (DeVilbiss 40) erzeugt, welche an die Seiten einer 28-Liter -Kammer angeschlossen sind und bei einem Druck von 0,7 kp/cm2 (10 psi) betrieben werden. Während dieser Periode verwendet man 80 bis 100 ml Lösung.

Sieben Tage nach der Aerosolbehandlung werden die Versuchstiere mit einer Überdosis von Pentobarbital getötet und durch Inzision der Nierenarterien ausbluten gelassen. Die Lungen werden exzidiert, gewogen und in einen zylindrischen 0,45-Liter-Blutfarbemesser eingegeben, wobei die Luftröhre mit einem Leitungsrohr verbunden wird. Dieses wird an eine Respirationspumpe (E & M Inst. Co., Houston,

Texas) angeschlossen, welche so modifiziert ist, dass sie eine statische Aufblasung und Entspannung der Lungen gestattet. Der transpulmonäre Druck wird auf der Abszisse eines Honeywell 530 x-y-Registriergeräts durch einen volumetri-schen Grass-Druckumwandler (PT 5A) aufgezeichnet. Die Änderungen des Lungen volumens werden auf der Ordinate eines Spirometers (Kapazität 10 ml), welches an einen Har-vard-Linearbewegungsumwandler angeschlossen ist, aufgezeichnet.

Die spezifische statische Nachgiebigkeit (specific static compliance; SSC) der Lungen wird wie folgt bestimmt. Die Lungen werden bis zu einem Druck von 20 cm H2O aufgeblasen und anschliessend in Abständen von 30 Sek. in Stufen von jeweils 5 cm H2O Druck entspannt. Der Prozess wird wiederholt: die zweite Druck-Volumenentspannungs-Kurve wird für die Analyse herangezogen. Der Wert für SSC wird sodann nach der Formel A V/AP x W berechnet, wobei A V die Änderung des Lungenvolumens (in ml) nach der Druckänderung (AP) von 5 auf O cm H2O und W das Nassgewicht der Lunge (in g) bedeuten.

Anschliessend werden die Lungen entgast, intratracheal mindestens 48 Std. bei einem konstanten Druck von 15 cm H2O mit Formalin fixiert und anschliessend bei demselben Druck entwässert. Sämtliche Lungen werden in Toluol gereinigt und im Vakuum in Paraffin eingebettet. Jedes Lungenpaar wird zusammengefügt. Von jeder Lunge werden zwei laterosagittale Schnitte (6 (i) hergestellt und mit Hämatoxylin und Eosin eingefärbt. Das Ausmass der emphysematischen Läsionen wird quantitativ durch Messung der durchschnittlichen intra-alveolaren Distanz (mittlerer linearer Abschnitt von Lm) bestimmt. Man untersucht insgesamt 20 regellos ausgewählte histologische Bereiche sowohl vertikal als auch horizontal und korrigiert die Werte anschliessend hinsichtlich der Verformung und Schrumpfung. Die am Lungenvolumen (V) nach der Fixierung gemessene und auf ein willkürlich gewähltes Gesamtlungenvolumen von 3 ml (ISA3) korrigierte innere Oberfläche der Lungen wird nach der Formel 4V/Lm berechnet. Bei allen Untersuchungen besteht die statistische Auswertung in einer Unstimmigkeitsanalyse, wobei die Signifikanz bei p^0,05 angenommen wird.

Die Resultate der physiologischen und histologischen Tests für alle Versuchstiergruppen sind aus Tabelle I ersichtlich. Sowohl die physiologischen als auch histologi-

6

s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

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sehen Methoden zeigen, dass 2-(2-FuroyI)-saccharin die Entwicklung der emphysematischen Läsionen verhindert. Die Inhibierung ist dosisabhängig, tritt jedoch nur bei intratrachealen Dosen von 1 und 3 mg 2-(2-Furoyl)-saccharin deutlich in Erscheinung. Die maximale Wirkung wird im Falle der letzteren Dosis beobachtet (74,84 bzw. 65% Inhibierung der Änderungen von SSC, Lm bzw. ISA3).

Durch Elastase erregte Emphyseme beim Hamster

Man verwendet männliche syrische Hamster mit einem Gewicht von jeweils 70 bis 90 g. Zur Induzierung der Emphyseme wird Schweinepankreas-Elastase (Worthington Bioche-mical Corp., N.J.) eingesetzt. Den mit Pentobarbitalnatrium (60 mg/kg; i.p.) anästhesierten Versuchstieren wird eine Dosis von 0,1 ml (suspendiert in 0,2 ml destilliertem Wasser) intratracheal verabreicht. Etwa 5 bis 10 Min. vor der intratrachealen Verabfolgung wird 2-(2-Furoyl)-saccharin der Ela-stasesuspension einverleibt. Die nur eine Elastasesuspension erhaltenden Hamster dienen als emphysematische Vergleichstiere, während eine andere Gruppe, welcher 0,2 ml Kochsalzlösung verabfolgt wird, als unbehandelte Vergleichstiere herangezogen werden. Nach 7 Tagen werden die Tiere getötet, s Das Ausmass der emphysematischen Läsionen in den Lungen wird quantitativ durch Messung von Lm nach der vorstehend beschriebenen Methode bestimmt.

Bei allen Untersuchungen besteht die statistische Auswertung in einer Unstimmigkeitsanalyse, wobei die Signifikanz 10 bei P-^0,05 angenommen wird (Unstimmigkeit = Varianz).

Tabelle II zeigt die resultierenden histologischen Veränderungen für alle Versuchstiergruppen. Man erkennt, dass bei einem Zusatz von 0,03 bis 0,3 mg 2-(2-Furoyl)-saccharin zur Elastase vor der intratrachealen Verabreichung ein teilweiser, 15 jedoch statistisch signifikanter Schutzeffekt erzielt wird, während 1 mg 2-(2-Furoyl)-saccharin die Entwicklung von emphysematischen Lungenläsionen vollständig verhindert.

Tabelle I Physiologische Tests

Gruppe

Anzahl

S.S.C.

%

der

AV/APxW

Inhibierung

Versuchs

Mittelwert ±

tiere

Standardabweichung

(A)

Kochsalzlösung (i.tr.) + Wasseraerosol

5

0,252 ± 0,020*

-

(B)

Kochsalzlösung (i.tr.) + Papainaerosol

12

0,672 ± 0,042

-

(C)

0,3 mg

2-(2-Furoyl)-saccharin (i.tr.) + Papainaerosol

10

0,529 ± 0,041

34

(D)

1 g

2-(2-Furoyl)-saccharin (i.tr.) + Papainaerosol

10

0,471 ± 0,039*

48

(E)

3 mg

2-(2-Furoyl)-saccharin (i.tr.) + Papainaerosol

7

0,360 ± 0,017*

74

* p<0,05 gegenüber der Gruppe mit Kochsalzlösung (i.tr.) + Papa-inaerosol.

i.tr. = intratracheal (in die Luftröhre).

Histologische Tests

Gruppe Lm, ^ %

Mittelwert ± Inhi-

Standardabweichung bierung

I.S.A.j, cm2 Mittelwert + Standardabweichung

%

Fnhibierung

A

80,32 ± 2,63*

-

1600 ± 58*

-

B

106,39 ±3,60

-

1155 ±29

-

C

88,44 ± 2,54*

69

1400 ± 38*

58

D

90,87 ± 2,40*

59

1344 ± 34*

42

E

84,39 ± 2,58*

84

1445 ± 54*

65

* p<0,05 gegenüber der Gruppe mit Kochsalzlösung (i.tr.) + Papainaerosol.

i.tr. = intratracheal (in die Luftröhre).

Tabelle II

Gruppe

Anzahl

Lmfti)

ALm

%

der

Mittelwert +

M

Inhibie

Versuchs-Standardabwei-

rung von

tiere chung

ALm

Kochsalzlösung (i.tr.)

6

79,72 ±2,43*

-

0,1 mg Elastase (i.tr.)

6

113,02 ±6,74*

+33

-

0,1 mg Elastase + 0,03 mg

4

96,61 ±3,22*

+ 17

48

2-(2-Furoyl)-saccharin (i.tr.)

0,1 mg Elastase + 0,1 mg

5

94,34 ±4,31*

+ 15

54

2-(2-Furoyl)-saccharin (i.tr.)

0,1 mg Elastase + 0,3 mg

5

96,27 ±2,36*

+ 16

51

2-(2-Furoyl)-saccharin (i.tr.)

0,1 mg Elastase + 1 mg

5

77,68 ±2,54*

- 2

100

2-(2-Furoyl)-saccharin (i.tr.)

* p < 0,05 gegenüber der Gruppe mit 0,1 mg Elastase (i.tr.). i.tr. = intratracheal (in die Luftröhre).

Claims

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PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung neuer Verbindungen der Formel II

R-i

(h)

in der Ri ein Wasserstoff- oder Halogenatom, einen Ci-s-Alkoxyrest, eine Aminogruppe, einen C1-5-Alkylamino- oder Di-Ci-s-alkylaminorest, eine Nitrogruppe oder einen C1-5-Alkoxycarbonylrest bedeutet, A einen verzweigten C3-10-Alkylrest, einen C2-s-Alkenyl-, C2-5-Alkinyl- oder Cyclo-C3-7-alkylrest, eine Fluorphenylgruppe, einen Heteroarylrest oder einen substituierten Heteroarylrest darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel III

fc© M©

(HI)

in der M© ein Alkalimetallatom oder (NR'<0+, wobei R' ein Wasserstoffatom oder einen Ci-s-Alkylrest darstellt, ist, mit einer Verbindung der Formel IV

O

II

X-C-A

(IV)

in der X ein Chlor-, Brom- oder Jodatom bedeutet, zur Umsetzung bringt.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1 zur Herstellung einer Verbindung, worin Rt ein Wasserstoffatom oder einen C1-5-Alkoxycarbonylrest bedeutet und A einen verzweigten C3-10-Alkyl-, C2-5-Alkenyl- oder Cyclo-C3-7-alkylrest oder eine Fluorphenyl-, Furyl-, substituierte Furyl-, Thienyl- oder substituierte Thienylgruppe bedeutet.
3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Ri ein Wasserstoffatom ist und A eine Vinyl-, Cyclopropyl-, Furyl-, substituierte Furyl-, Thienyl- oder substituierte Thienylgruppe darstellt.
4. Verfahren nach Patentanspruch 3 zur Herstellung von 2-(2-Furoyl)-saccharin oder von 2-(2-Theonyl)-saccharin.
5. Verfahren nach Patentanspruch 2 zur Herstellung von Verbindungen, worin Ri ein Wasserstoffatom ist und A einen verzweigten C3-io-Alkylrest oder eine Fluorphenylgruppe darstellt.
6. Verfahren nach Patentanspruch 5 zur Herstellung von 2-(2-Äthylbutyryl)-saccharin.

Elastase gehört zu den Serinproteasen, einer wichtigen Enzymfamilie innerhalb der Gruppe der proteolytischen Enzyme, deren Mitglieder für die verschiedensten biologischen Aktivitäten, wie die Verdauung, die Blutgerinnung und

Auflösung von Blutgerinnseln, die Immunreaktion gegenüber Fremdzellen und -Organismen und die Befruchtung des Eis durch das Spermatozoon, von Bedeutung sind. Die proteolytischen oder proteinspaltenden Enzyme sind s Proteine, deren Funktion darin besteht, dass sie andere Proteine durch Aufspaltung in Bruchstücke verändern oder abbauen. Elastase wirkt auf Bindungen ein, welche sich in der Mitte der Proteinkette in Nachbarschaft zu aliphatischen Aminosäuren befinden.

10 Proteasen können durch Inhibitoren inaktiviert werden, welche die aktive Stelle des Enzyms blockiert, indem sie eng an diese Stelle gebunden werden. Die natürlich vorkommenden Proteaseinhibitoren bilden einen Teil der für das Wohlbefinden des Organismus unerlässlichen Kontroll- oder is Abwehrmechanismen, da die Proteaseenzyme jegliches Protein innerhalb ihrer Reichweite (einschliesslich sich selbst) zerstören würden. Die natürlich vorkommenden Enzyminhibitoren nehmen im Bindungsbereich eine dem gebundenen Substrat stark ähnliche Konfiguration an, was teilweise die 20 Ursache für ihre enge Bindung an das Enzym ist; vgl.

Stround, «A Family of Protein-Cutting Proteins», Sei. Am. (Juli 1974), Seiten 74 bis 88.

ai-Antitrypsin, ein im menschlichen Serum enthaltenes Glycoprotein, besitzt eine breite Inhibierungswirkung, 25 welche sich auf Trypsin, Chymotrypsin, Plasmin, Kallikrein, Elastase, Thrombin und eine Protease von Aspergillus oryzae erstreckt. Die ausgeprägte Herabsetzung des Serum-ai-anti-trypsinspiegels führt zu Lungenemphysemen; vgl. S.

Erickson, «Pulmonary emphysema and alphai-antitrypsin 30 deficiency», Acta.Med.Scand. (1964), Seiten 175,197. Aufgrund späterer Untersuchungen wurde diese Feststellung bestätigt und erweitert; vgl. Morse et al., «A Community Study of the Relation of Alphai-Antitrypsin Levels to Obstructive Lung Diseases», The New England Journal of Medi-35 eine, Band 292, Nr. 6, Seite 278 (6. Februar 1975).

Emphyseme wurden experimentell an Versuchstieren durch Einsprühen (Aerosolisierung) des proteolytischen Enzyms Papain in den Tracheobronchialbaum und - in jüngerer Zeit - durch angereicherte Homogenate von poly-40 morphkernigen Hunde-Leukozyten erregt; vgl. Mass et al., «Induction of Expérimental Emphysema», American Review of Respiratory Disease, Band 106 (1972), Seite 384. Die resultierenden pathologischen Veränderungen sind den beim Menschen auftretenden Lungenemphysemen sehr 45 ähnlich. In die Luftröhre eingeträufelte Elastase führt ferner zu ausgeprägten Veränderungen des Lungenelastins unter Erweiterung der Alveolargänge Alveolen; vgl. Johanson et al., «Comparison of elastase, collagenase an papain on lung structure and funetion», Amer. Rev. Resp. Dis. (1971), Seiten so 103,908. Durch Papain erregte Emphyseme wurden beim Hamster durch menschliches ai-Antitrypsin (HAAT) inhibiert. Da Papain eine der wenigen Proteinasen ist, welche durch HAAT nicht inhibiert wird, hemmt HAAT die elastase-artigen Enzyme, welche durch die nach der Einwirkung in die ss Hamsterlungen eindringenden polymorphkernigen Leukozyten und alveolaren Makrophagen freigesetzt werden; vgl. Martorana et al., «Inhibition of Papain-Induced Emphysema in the Hamster by Human Alphai-antitrypsin», Can. J. Physiol. Pharmacol., Band 52, Nr. 3 (1974), Seiten 758 bis 759 60 und Kaplan et al., «The induction of emphysema with elastase», Journal of Laboratory and Clinical Medicine, Band 82, Nr. 3 (September 1973), Seiten 349 bis 356. Eiastaseinhibi-toren können zur Kontrolle der bei Emphysemen durch polymorphkernige Leukozyten und alveolare Makrophagen frei-65 gesetzten elastaseartigen Enzyme verwendet werden.

Bei rheumatoider Arthritis wurden Antigen/Antikörper-Komplexe in der Gelenkschmiere und als zellplasmatische Einschlüsse in Leukozyten, welche chemotaktisch von den

entzündeten Stellen angezogen werden, festgestellt; vgl. Oronsky et al., «Release of Cartilage Mucopolysaccharide Degrading Neutral Protease from Human Leukocytes», Journal of Expérimental Medicine, Band 138 (1973), Seiten 461 bis 472. Polymorphkernige Leukozyten (PMN) dringen in akute Entzündungsexsudate ein und «fressen» die Immu-nenreagentien oder Mikroorganismen. Während der Phagozytose werden die PMN-Enzyme zuweilen aus den Zellen freigesetzt. Wenn die extrazelluläre Freisetzung in einem zur Überwältigung der Wirtinhibitoren ausreichenden Grad erfolgt, kann die durch die PMN-Substanzen verursachte Gewebeschädigung deren günstige Wirkungen stark vermindern. Die neutrale proteolytische Aktivität ist beim Menschen in der Regel hauptsächlich den elastinartigen Enzymen zuzuschreiben; vgl. Janoff, «Alanine p-nitrophenyl esterase activity of human leukocyte granules», Biochemical Journal, 114(1969), Seiten 157 bis 159. Elastaseinhibitoren können zur Kontrolle der durch PMN bedingten Gewebeschädigung bei durch Elastase verursachten akuten entzündlichen Erkrankungen immunologischen Ursprungs, wie rheumatoider Arthritis, eingesetzt werden.

Eine Elastaseinhibierung kann durch Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge einer Verbindung der allgemeinen Formel II erzielt werden:

N-C-A

R

'1

(0)

in der Ri ein Wasserstoff- oder Halogenatom, einen Ci-5-Alkoxyrest, eine Aminogruppe, einen Ci-5 Alkylamino- oder Di-Ci-5-Alkylaminorest, eine Nitrogruppe oder einen Ci-5-Alkoxycarbonylrest bedeutet und A einen verzweigten C3-10-Alkylrest, einen X2-s-Alkenyl-, C2-5-Alkinyl- oder Cyclo-C3-7-Alkylrest, eine Fluorphenylgruppe, einen Heteroarylrest oder einen substituierten Heteroarylrest darstellt.

Vorzugsweise ist Ri ein Wasserstoffatom, A bedeutet einen verzweigten C3-io-Alkyl-, einen C2-s-Alkenyl- oder Cyclo-C3-7-alkylrest oder eine Fluorphenyl-, Furyl-, substituierte Furyl-, Thienyl- oder substituierte Thienylgruppe.

Typische Verbindungen, welche Elastase inhibieren und sich daher für die Therapie von Emphysemen und anderen mit Elastaseinhibitoren behandelbaren Störungen bzw. Erkrankungen (wie theumatoider Arthritis) eignen, sind die folgenden neuen Verbindungen:

2-(2-Furoyl)-saccharin,

2-(2-Thenoyl)-saccharin,

2-(2-Äthylbutyryl)-saccharin,

2-(Cyclopropyanoyl)-saccharin,

2-(Acryloyl)-saccharin,

2-(2-Fluorbenzoyl)-saccharin,

sowie die folgenden bekannten Verbindungen

2-(Benzoyl)-saccharin und

2-(3-Methoxybenzoyl)-saccharin.

Arzneimittel, welche mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel II sowie einen nicht-toxischen, pharmakologisch verträglichen Träger enthalten, können hergestellt werden.

Besonders geeignete Arzneimittel enthalten mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel II sowie einen

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nicht-toxischen, pharmakologisch verträglichen Träger.

Die Elastaseinhibierung und Emphysembehandlung mit Hilfe der genannten Arzneimittel erfolgt dadurch, dass man dem Patienten eine Verbindung der allgemeinen Formel II (oder durch Gemisch solcher Verbindungen) in einem nichttoxischen, pharmakologisch verträglichen Träger oder Verdünnungsmittel oral, rektal, parenteral oder (insbesondere) topisch (lokal) verabfolgt.

Die verwendeten nicht-toxischen, pharmakologisch verträglichen Träger können z.B. Feststoffe oder Flüssigkeiten darstellen. Spezielle Beispiele für feste Träger sind Milchzucker, Maisstärke, Gelatine, Talk, Sterotix, Stearinsäure, Magnesiumstearat, Terra alba, Rohrzucker, Agar, Pektin und Gummiarabikum. Spezielle Beispiele für flüssige Träger (Verdünnungsmittel) sind Erdnussöl, Olivenöl, Sesamöl und Wasser. Der Träger oder das Verdünnungsmittel kann auch ein Verzögerungsmittel, wie Glycerinmonostearat oder Glycerindistearat, allein oder mit einem Wachs, enthalten.

Die Arzneimittel können verschiedene pharmazeutisch geeignete Formen aufweisen. Bei Verwendung eines festen Trägers können die Präparate beispielsweise die Form von Tabletten, Kapseln, Pulvern, Trochisci oder Pastillen, welche nach den herkömmlichen pharmazeutischen Methoden hergestellt werden, aufweisen. Bei Verwendung eines flüssigen Trägers können die Präparate in Form von weichen Gelatinekapseln, Sirups, Lösungen, Emulsionen oder Suspensionen vorliegen; bevorzugt werden Flüssigkeiten, welche als Aerosol oder Nebel versprüht wird. Suppositorien können in üblicher Weise durch Vermischen der wirksamen Verbindungen mit einem geeigneten, nicht-reizenden, bei Raumtemperatur festen Bindemittel (Excipiens) hergestellt werden. Spezielle Beispiele für geeignete Bindemitel sind Kakaobutter und Polyäthylenglykol. Auch Gele, Lotionen und Aerosolsprays für lokale Zwecke können in üblicher Weise erzeugt werden.

Die aktiven Verbindungen werden in einer therapeutisch wirksamen, zur Inhibierung der Elastase ausreichenden Menge verabreicht. Durch die Elastaseinhibierung behandelbar sind beispielsweise Emphyseme; demgemäss entspricht die zur Elastaseinhibierung erforderliche Wirkstoffmenge der für die Emphysemtherapie benötigte Menge. Die aktiven Verbindungen werden zweckmässig (allein oder in Form eines pharmazeutischen Präparats) in einer Dosis von etwa 1 bis 100 mg/kg Körpergewicht/Tag (50 mg bis 5 g pro Patient und Tag), vorzugsweise von etwa 1,5 bis 15 mg/kg Körpergewicht/Tag, verabreicht. Die Tagesdosis kann entweder in Form einzelner oder mehrfacher Dosen verabfolgt werden.

Die wirksamen Verbindungen werden somit im Gemisch mit nicht-toxischen, pharmakologisch verträglichen Trägern (wie sie vorstehend beispielhaft angeführt wurden) dem Patienten oder zu behandelnden Tier verabreicht. Obwohl bevorzugte Dosisbereiche angegeben wurden, hängt die geeignete Dosis für jeden bestimmten Patienten von der Wirksamkeit der jeweils angewendeten Verbindung ab. Der mit dem therapeutischen Einsatz von Arzneistoffen (insbesondere der vorgenannten) vertraute Arzt hat ferner zahlreiche weitere, die Wirkung der Stoffe beeinflussende Faktoren zu berücksichtigen, beispielsweise das Körpergewicht, das Geschlecht, die Diät, den Verabfolgungszeitpunkt und -weg, die Ausscheidungsgeschwindigkeit, die jeweilige Wirkstoffkombination, die empfindlichen Reaktionen und die Schwere der jeweiligen Erkrankung.

Der nachstehend erläuterte in-vitro-Test veranschaulicht die Fähigkeit der Verbindungen der allgemeinen Formel II zur Inhibierung von Elastase. Die Fähigkeit dieser elastasein-hibierenden Verbindungen zur Hemmung von Emphysemen beruht auf der Befähigung von 2-(2-Furoyl)-saccharin (einer

3

s

10

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65

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typischen erfindungsgemässen Verbindung) zur Inhibierung von Enphysemen. Getestet werden die Inhibierung von durch Papain erregten Emphysemen nach der im folgenden beschriebenen Prüfmethode (vgl. auch die vorgenannte Literaturstelle Martorana et al., «Inhibition of Papai-Induced Emphysema in the Hamster by Human Alphai-antitrypsin») sowie die Inhibierung von durch Elastase erregten Emphysemen nach der im folgenden beschriebenen Prüfmethode. Aufgrund der nachstehend angeführten Testergebnisse stellen die Verbindungen der allgemeinen Formel II Elesta-seinhibitoren dar und können zur Behandlung vom Emphysemen und anderen mit Elastaseinhibitoren behandelbaren Erkrankungen, wie rheumatoider Arthritis, verwendet werden. Die nachstehend beschriebene Testmethode für durch Papain erregte Emphyseme beim Hamster ist ein typisches Beispiel für die anerkannten Verfahren zur experimentellen Emphyseminduzierung mit Papain beim Hamster, wie jenes von Goldring et al., «Sequential Anatomie Changes in Lungs Exposed to Papain and other Proteolytic Enzymes», Seiten 389 bis 410 in «Pulmonary Emphysema and Proteo-lysis» (1972), Verlag C. Mittman, Academic Press, Inc., New York und London.

Die nachstehend beschriebene Testmethode für durch Elastase induzierte Emphyseme beim Hamster ist ein typisches Beispiel für die anerkannten Verfahren zur experimentellen Emphysemerregung durch Elastase beim Hamster, wie jenes von Kaplan et al., J. Lab. Clin. Med. 82 (1973), Seiten 349 bis 356.