DD255162A5 - Azoniaspironortropanolester, verfahren zu deren herstellung und pharmazeutische mittel - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Azoniaspironortropanolestern sowie neue Azoniaspironortropanolester und pharmazeutische Mittel, die diese neuen Verbindungen enthalten. Das Herstellungsverfahren geht von Tropin aus durch Demethylierung desselben zu Nortropin, Umsetzung von Nortropin mit Dihalogeniden zu den entsprechenden Azoniaverbindungen und Veresterung der Azoniaverbindungen. Die Azoniaspironortropanolester weisen eine spasmolytische Wirkung auf und werden erstmals als Asthmatherapeutikum und Broncholytikum mit parasympatholytischem Wirkungscharakter ohne systemische Begleitwirkung verwendet. Die Applikation dieser Azoniaspironortropanolester zu der genannten Verwendung geschieht vornehmlich als Inhalationsloesung oder als Dosieraerosol.
Description
Hierzu 1 Seite Tabelle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hersteilung von Azoniaspironortropanolestern, die eine spasmoiytische Wirkung aufweisen und insbesondere als Asthmatherapeutikum und als Broncholytikum verwendet werden können.
Azoniaspironortropanderivate werden aufgrund ihrer ausgezeichneten spasmolytischen Eigenschaften in der Pharmazie häufig angewandt. Diese Verbindungen w.erden ausgehend von dem natürlich vorkommenden Tropin hergestellt, wobei die bekannten Verfahren jedoch umständlich, zeitraubend und aufgrund der geringen Ausbeute kostspielig sind. Die Herstellung von Azoniaspironortropanderivaten erfolgt üblicherweise gemäß folgendem Reaktionsschema:
H.
Stufe a ^
,11
OH
Tr ο ρ in
OH nortropin
Ο©
Hal
Stufe b. 'Alkylierung
OH
Stufe V 7er- \ /esterung
OH
Stufe c
Veresterung
0-C-R»
II.
Hai
Stufe c' Alkylierung
d-C-R'
d-O-R»
II.
In diesem Schema bedeutet R' den Rest einer Carbonsäure und A eine Aminoschutzgruppe.
Die oxidative Demethylierung von Tropin zu Nortropin (Stufe a) ist von S.P. Findley in J. Am. Chem. Soc. 75,3204(1953) beschrieben. Dieses Verfahren, das mit einer übersättigten Tropinlösung bei 15°C und mit einer Reaktionszeit von 4 bis 7 Tagen erfolgt, ist jedoch nicht in technischem Maßstab durchführbar, da unter diesen Reaktionsbedingungen die für die Reaktion nötige Tropinkonzentration nicht stabil gehalten werden kann, weil das Tropin spontan ausfällt und damit der Weiterreaktion entzogen wird. Auch eine Homogenisierung des ausgefallenen Tropins, beispielsweise durch einen Inline-Homogenisator," brachte keine spürbare Verbesserung.
Es ist auch bekannt, die Demethylierung durch Austausch der Methylgruppe gegen eine N-Alkoxycarbonylgruppe und anschließender Hydrolyse des Alkoxycarbamats durchzuführen (J. C. Kirn, Org. Prep. Proc. Int., 9,1-4 [1977]). Im Falle von 8-Ethoxycarbonylnortropin beträgt die beste in der Literatur zu findende Ausbeute an Nortropin 16%, bezogen auf Tropin (G.Kraiss, K. Nador, Tetr. Lett., 1971, S.7,8). Später wurde sogar berichtet, daß die saure oder alkalische Spaltung von8-Ethoxycarbonylriortropin nicht möglich sei (T.A.Monzka, J. D. Matiskella, R. A. Partyka, Tetr. Lett., 1974, S. 1325-1327). Die Herstellung von Azoniaspironortropanderivaten durch Quaternisierung und Veresterung bzw. durch die umgekehrte Reaktionsfolge ist aus der DE-PS 1194422 und aus Arzneimittelforschung 17,714-719 (1967) bekannt (Stufe b und c bzw. Stufe b' und c'). Die Hydroxygruppe des Nortropins bzw. der entsprechenden Azoniaspiroverbindungen wird dabei durch Umsetzung mit den entsprechenden Säurechloriden verestert, wobei die ÖH-Gruppe von Hydroxycarbonsäuren und ggf. die NH-Gruppe des Nortropins geschützt sein muß. Der Nachteil der in diesen Publikationen beschriebenen Verfahren liegt in der schlechten Ausbeute, wobei die Veresterung des Nortropins (Stufe b') und die anschließende Umsetzung mit einem Dihalogenid (Stufe c') zudem zwei weitere Reaktionsschritte erfordert. Aus Chem. Ber. 95,1284-1297 (1962) ist seit langem bekannt, als Reagens zur Veresterung von Alkoholen Säureimidazolide zu verwenden. Insbesondere die DE-OS 2003680 beschreibt die Umsetzung von Benzilsäureimidazolid mit Alkoholen oder Thioalkoholen, die eine tertiäre Aminogruppe enthalten.
Es gibt unter anderem drei Hauptmöglichkeiten, asthmatisch bedingte und bronchiale Erkrankungen zu behandeln: Cortison bzw. Corticosteroiden, Sympathomimetika und Parasympatholytika. Bekanntlich sind Corticosteroiden mit schwerwiegenden Nebenwirkungen behaftet, z. B. Infektionsanfälligkeit, Sympatomimetika haben auch erhebliche symtomatische Nebenwirkungen, wie z. B. Tachykandie. Parasympatholytika zeichnen sich einerseits durch eine gute Erfolgsquote, besonders bei lokalen Anwendungen, bei fehlenden oder geringen Nebenwirkungen aus, andererseits sind diese therapeutischen Ergebnisse aufgrund unterschiedlicher Ansprechbarkeit der Erkrankungsbilder uneinheitlich und nicht sicher. Siehe zu diesem Stand der Technik die Literaturstellen Keighley, J. F. (1966), Jatrogenic asthma associated with adrenergic aerosols, Ann. intern. Med. 65,985 und Speizer, F. E., et al (1968), Observations on recent increase in morta lityfrom asthma, Br. med. J. 1,335. Es ist auch bekannt, daß einige Azoniaspironortropanderivate spasmolytische Eigenschaften besitzen, man vergleiche DE-PS 1194422 bzw. Arzneimittelforschung 17,714—719(1967). Diese Verbindungen sind bisher jedoch nur im Urogenitalbereich angewendet worden.
Es besteht die Notwendigkeit, ein neues Asthmatherapeutikum und Broncholytikum mit parasympathologischem Wirkungscharakter ohne systematische Begleichwirkung, d.h. ohne Mitbeteiligung der Kreislaufregulation bei einer zuverlässigen Wirkung zu schaffen.
Ziel der Erfindurig ist es, neue spasmolytisch wirkende Verbindungen insbesondere für die Behandlung von Asthmaleiden und Erkrankungen im Bronchialbereich zur Verfugung zu stellen, die in einfacher Weise in guten Ausbeuten zugänglich sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein in technischem Maßstab durchführbares Verfahren zur Herstellung von Azoniaspironortropanolester zu schaffen.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß sich Azoniaspironortropanolester in guter Ausbeute herstellen lassen, wenn man die Demethylierung von Tropin in Gegenwart eines Ci-C3-Chloralkans, das eine CCI3-Gruppe aufweist, durchführt, das so erhaltene Nortropin mit Dihalogeniden in Gegenwart von Aminen alkyiiert und die entsprechende Azoniaspiroverbindung durch Umsetzung mit einem Säureimidazolid in Gegenwart eines Katalysators verestert.
Das Verfahren zur Herstellung von Azoniaspironortropanolestern der allgemeinen Formel I:
R einen der folgenden Reste bedeutet:
a) einen Alkylenrest der allgemeinen Formel:
B3 -<CH2)n-CH-<CH2)n- (
worin R3 ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl-, Benzyl-, Aryl- oderAlkoxygruppe bedeutet und η für eine ganze Zahl von 1 bis 4 steht,
b) einen Alkylenrest der allgemeinen Formel:
-(CH2)n (CH2)n-
worin R4 und R5, die gleich oder verschieden sein können, ein Wasserstoff atom oder einen Alkyl- oder Alkenylrest bedeuten, und η für eine ganze Zahl von Ibis 4 steht,
c) einen Azaalkylenrest der allgemeinen Formel:
R6 -(CH2I2-N-(CH2Jn- .(
worin R6 ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-, Alkoxycarbonyl- oder Acylgruppe bedeutet und η für eine ganze Zahl von 2 bis steht,
d) einen Oxaalkylenrest der allgemeinen Formel:
-(CH2Jn-O-(CH2Jn- ,
worin η für eine ganze Zahl von 2 bis 4 steht,
e) einen Epoxyalkylenrest der Formel
-CH2-CH-CH-CH2-
O
f) einen o-Phenylenrest der allgemeinen Formel:
X Y -
g) einen peri-Naphthylenrest der allgemeinen Formel:
-CH2 CH2-
h) einen 2,3-Chinoxalinenrest der allgemeinen Formel:
-H2G
GH2-
wobei in den Formeln f) bis h) die Reste X und Y unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder einen Alkyl-oder Alkoxyrest bedeuten,
R1 und R2, die gleich oder verschieden sein können, ein Wasserstoff- oder Halogenatom oder einen Alkyl-, Alkoxy-, Alkoyl-, Cyclohexyl-, Phenyl-, Alkylphenyi-, Alkoxyphenyl-, Halogenphenyl-, Thienyl- oder Furylrest bedeuten, wobei die in den genannten Resten enthaltenen Alkyigruppen 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthalten und gerade oder verzweigt sein können, und Ae das Anion einer 1-bis 3wertigen Mineralsäure bedeutet, durch
a) Demethylierung von Tropin zu Nortropin,
b) Umsetzung von Nortropin mit Dihalogeniden zu den entsprechenden Azoniaverbindungen, und
c) Veresterung der Azoniaverbindungen, ist dadurch gekennzeichnet, daß man
A) die Demethylierung von Tropin der Formel II:
(II)
OH ;
durchführt, indem man entweder mit einem C^-Ca-Chloralkan, das mindestens eine CCI3-Gruppe aufweist, in Gegenwart eines Oxidationsmittels in basischer wäßriger Lösung arbeitet, oder das Tropin mit einem Chlorameisensäureester in einem inerten Lösungsmittel in Gegenwart eines säurebindenden Mittels zu 8-Alkoxycarbonylnortropin umsetzt und dieses in wäßriger Lösung mit einer Base hydrolysiert, das so erhaltene Nortropin der Formel III:
(III)
in einem dipolar aprotischen Lösungsmittel mit einer Verbindung der allgemeinen Formel: A-R-A ι
worin A und R die oben angegebenen Bedeutungen besitzen,
in Gegenwart eines sekundären oder tertiären Amins bei Raumtemperatur ein bis mehrere Tage zur Reaktion bringt, und C) die so erhaltene Verbindung der allgemeinen Formel IV:
worin R und ΑΘ die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, in einem wasserfreien, dipolar aprotischen Lösungsmittel mit einem Imidazolid der allgemeinen Formel V:
OH
worin Ri und R2 die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, in Gegenwart eines Katalysators verestert, η kann in obigen Resten gleich oder verschieden sein. Vorzugsweise wird in obigen Resten η so gewählt, daß sich ein 5-oder 6gliedriger Ring ergibt.
Das Anion Ae ist insbesondere ein Halogenidion, wie Chlorid, Bromid oder Jodid, Phosphat, Sulfat oder Nitrat.
Beispiele für den Rest R sind:
-(CH2)4-, -(CH2)2-CH~(CH2)2-,
CH.
-CH2-C=CH-CH2-, .CH '
CH3-C
H oder -COCH-
CH-
-(CHg)2-O-(CH2)2- *
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die Alkylreste (einschließlich derjenigen in Alkoxy-, Acyl-, Alkylaminogruppen u. dgl.) geradkettig oder verzweigt sein, umfassen 1-18 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 1-6 und am bevorzugtesten 1-4 Kohlenstoffatome. Geeignete Reste sind z. B. Methyl, Äthyl, n-Propyl, i-Propyl, η-Butyl, Hexyl, Lauryl, Stearyl.
Bevorzugte Acylreste sind Acetyl oder Benzoyl.
D) und für den Fall, daß der Rest R eine oder mehrere definische Doppelbindungen um Azoniumring nach Durchlaufen der Stufen B und/oder C enthält, diese ungesättigten Verbindungen in einem polaren Lösungsmittel mit Hilfe eines Edelmetallkatalysators zu den entsprechenden gesättigten Verbindungen hydriert, wobei man eine Verbindung der allgemeinen Formel I erhält, in der R die Bedeutung eines Restes wie a) hat.
STUFEA
Diese Verfahrensstufe ermöglicht die Demethylierung von Tropin auch in technischem Maßstab und ergibt Nortropin in, im Vergleich zum Stand der Technik, beträchtlich höherer Ausbeute. Dabei sind zwei Verfahrensvarianten anwendbar, nämlich die oxidative Demethylierung und die Carbamatmethode.
Die Vorteile der oxidativen Methode beruhen auf der Verwendung eines Ci-C3-Chloralkans mit wenigstes einer CCI3-G ruppe, das in der wäßrigen Phase fein dispergiert ist.
Geeignete Chloralkane sind beispielsweise 1,1,1-Trichlorethan und 1,1,1-Trichlorpropan, vorzugsweise Chloroform. Die Menge an Chloralkan liegt im Bereich von 1-10Vol.-%, vorzugsweise 1-5Vol.-% und am bevorzugtesten 2-4VoI.-%.
Für die Demethylierung kann man jedes üblicherweise zu diesem Zweck verwendete Oxidationsmittel einsetzen, vorzugsweise kommt jedoch KaNumhexacyanoferrat III zum Einsatz.
Der Verfahren kann in einem weiten Temperaturbereich durchgeführt werden, beispielsweise im Bereich von 0°Cbis 1000C, vorzugsweise arbeitet man jedoch bei einer Temperaturvon 20-300C. Nach beendeter Reaktion wird das Produkt im Gegenstrom extrahiert, vorzuasweise mit dem für die Demethvlieruna verwendeten I ns
Die oxidative Methode bringt eine beträchtliche Zeitersparnis gegenüber dem bekannten Verfahren mit sich, was die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzlich erhöht.
Vorzugsweise arbeitet man jedoch nach der Carbamatmethode. Zu diesem Zweck bringt man Tropin in einem inerten
Lösungsmittel mit einem 4- bis 6fachen Überschuß an einem Chlorameisensäureester, im allgemeinen Chlorameisensäureethylester, zur Reaktion. Als Lösungsmittel verwendet man dabei vorzugsweise einen chlorierten Kohlenwasserstoff, insbesondere Chloroform. Man führt die Reaktion in Gegenwart eines säurebindenden Mittels, vorzugsweise Alkalimetallcarbonate oder -bicarbonate, durch. Man arbeitet bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise im Bereich von
Das so erhaltene 8-Alkoxycarbonylnortropin wird nach weitgehendem Abdestillieren des Lösungsmittels mit einer Base in wäßriger Lösung hydrolysiert. Als Base verwendet man vorzugsweise Kalium- oder Natriumhydroxid, vorzugsweise mit einem 16- bis20fachen Überschuß.
Das Nortropin wird aus der wäßrigen Reaktionsmischung, wie oben für die oxidative Demethylierung beschrieben, extrahiert.
Gemäß dem Verfahren der Stufe A läßt sich Nortropin, insbesondere nach der Carbamatmethode, in nahezu quantitativer Ausbeute gewinnen.
Stufe B
Das in Stufe A anfallende rohe Nortropin kann in Stufe B ohne weitere Reinigung, für die gemäß dem Stand der Technik eine 48stündige kontinuierliche Extraktion und Kristallisation mit Diethyläther erforderlich sind, in Stufe B eingesetzt werden. Es wurde nämlich überraschenderweise gefunden, daß das in dem rohen Nortropin noch als Verunreinigung vorhandene Tropin unter den Reaktionsbedingungen der Stufe B nicht quaternisiert wird.
Die für die Quaternisierung des Nortropine geeigneten Lösungsmittel sind Ν,Ν-Dimethylformamid, Chloroform oder Chloroform/Acetonitril. Mit Dihalogeniden in Gegenwart von sekundären oder tertiären Aminen fallen nach ein- bis mehrtägiger Reaktion bei Raumtemperatur die entsprechenden Azoniaspiroverbindungen in reiner Form und mit hoher Ausbeute an. Vorzugsweise arbeitet man in wasserfreier Lösung und setzt Nortropin, Amin und Dihalogenid in einem Molverhältnis von 1:2:4 ein. Wie bereits erwähnt, ist das in guter Ausbeute anfallende Produkt von hoher Reinheit, so daß eine weitere Reinigungsoperation entfallen kann.
Für diese Umsetzung geeignete sekundäre Amine sind beispielsweise Dimethylamin, Diethylamin Diisopropylamin, Dicyclohexylamin und dergleichen. Geeignete tertiäre Amine sind Trimethylamin, Triethylamin, Pyridin, Chinolin und dergleichen. Bevorzugt ist Diethylamin.
Stufe C
Sowohl die aus Stufe B erhaltenen Azoniaspiroverbindungen als auch die Carbonsäureimidazolide sind in dem für derartige Umsetzungen üblicherweise verwendeten, wasserfreien, dipolar aprotischen Lösungsmitteln, wie Aceton, Acetonitril, Dimethylformamid, Tetrahydrofuran, oder dergl. im allgemeinen schlecht löslich. Versucht man die damit verbundenen Probleme in üblicherweise durch Erhöhen der Reaktionstemperatur zu überwinden, so sind die daraus resultierenden Produkte mit einem hohen Anteil an Nebenprodukten verunreinigt. Insbesondere reagieren Carbonsäureimidazolide, welche eine ungeschützte Hydroxygruppe aufweisen, bei erhöhter Temperatur mit sich selber.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man die Umsetzung einer Verbindung der allgemeinen Formel IV mit einem Carbonsäureimidazolid der allgemeinen Formel V in Gegenwart eines geeigneten Katalysators auch in den oben erwähnten wasserfreien, dipolar aprotischen Lösungsmitteln durchführen kann, indem man die Reaktionspartner in Suspension zur Reaktion bringt. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die freie Hydroxygruppe in den Carbonsäureimidazoliden nicht geschützt werden muß und daß das Reaktionsprodukt aus den oben erwähnten Lösungsmitteln ausfällt und deshalb in einfacher Form isoliert werden kann. Das Reaktionsprodukt ist nicht, wie zu erwarten wäre, durch einen der in fester Form der Reaktion zugeführten Reaktanden verunreinigt. Darüber hinaus verläuft die Reaktion unter so milden Bedingungen, daß keine auf die Anwesenheit der quartären Ammoniumgruppe zurückführende Fragmentierungs- und Eliminierungsreaktionen ablaufen. Es können deshalb auch keine entsprechenden Nebenprodukte entstehen.
Als vorteilhaftester Katalysatorfür dieses Verfahren hat sich 4-(Dimethylamino)-pyridin erwiesen. Diese Verbindung kommt in Mengen von 1 bis30Mol-%, bezogen auf Benzilsäureimidazolid, vorzugsweise 5 bis 10Mol-%, zum Einsatz.
Als Lösungsmittel verwendet man die bereits oben erwähnten, wasserfreien, dipolar aprotischen Lösungsmittel. Man führt die Reaktion bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise bei 60 bis 80°C, durch.
Die Herstellung der bei dieser Umsetzung verwendeten Carbonsäureimidazolide erfolgt in an sich bekannter Weise durch Umsetzung von N,N-Carbonyldiimidazol mit den entsprechenden Carbonsäuren in trockenem Dichlormethan.
Stufe D)
Da bei derüuaternisierung nach Stufe B) mit den an der Doppelbindung substituierten Dihalogeniden, beispielsweise mit cis-1,4-Dichlorbuten, eine viel größere Reaktionsgeschwindigkeit erzielt wird, wiez. B. von 18 Tagen auf 1 Stunde, kann es von Vorteil sein, zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I, in der R die Bedeutung eines Restes wie a) hat, beispielsweise Benziloyloxynortropan-8-spiro-r-pyrrolidiniumsalze, den Weg über die entsprechenden ungesättigten Verbindungen mit anschließender katalytischer Hydrierung, entweder nach Durchlaufen der Stufe B) oder der Stufen B) und C), zu wählen.
Die Hydrierung der ungesättigten Verbindungen wird in einem polaren Lösungsmittel wie Wasser oder mit einem Alkohol mit 1 bis 4 C-Atomen, eine besondere Ausführungsform hierfür ist Methanol, in Anwesenheit eines Edelmetallkatalysators Platindioxyd oder Paladium auf Aktivkohle durchgeführt. Bei Verwendung eines ungesättigten Halogenides wird bei der Quaternisierung ein wesentlich geringerer Überschuß an Dihalogeniden verwendet. Das vorzugsweise vorbezeichnete Molverhältnis Nortropin, Amin und Dihalogenid 1:2:4 bei der Stufe B) kann dann auf 1:2:2 gebracht werden. Die Verbindungen der allgemeinen Formel I:
(I)
worin R, R6, R7 und ΑΘ die oben angegebenen Bedeutungen aufweisen, besitzen ausgezeichnete pharmakologische Eigenschaften, aufgrund derer sie neben ihrer spasmolytischen Wirkung insbesondere als Asthmatherapeutikum und Broncholytikum verwendet werden können.
Die entsprechenden pharmazeutischen Mittel enthalten wenigstens eine der erfindungsgemäßen Verbindungen, gegebenenfalls zusammen mit pharmazeutischen Trägern und/oder Zusatzstoffen.
Sa-Benziloyloxy-nortropan-e-spiro-i'-pyrrolidiniumchlorid Stufe A: Demethylierung von Tropin zu Nortropin.
In einem 300-l-Rührkessel mit aufgesetztem Rückflußfkühler löst man 1,9 kg Tropin (97%ig, entsprechend 1,843 kg Reinsubstanz, entsprechend 13 Mol) in 2401 Chloroform und rührt 5,7kg Natriumhydrogencarbonatpulverund5,3IEthylchlorformiat(>98%ig, entsprechend 6,0kg, entsprechend 55,7 Mol) ein. Man»erhitztzum Sieden und danach weitere 2h unter Rückfluß. Der Fortgang der Reaktion wird mittels Dünnschichtchromatographie (Kieselgel 60; Dimethylformamid/Diethylamin/Ethanol/Ethylacetat:
5:10:30:60) verfolgt. Man filtriert das noch heiße Reaktionsgemisch und destilliert das Chloroform ab. Zum Rückstand gibt man eine Lösung von 18 kg Kaliumhydroxid (85%ig) in 9Ol Wasser. Man erhitzt zum Sieden und danach noch weitere 9 h unter Rückfluß. Die abgekühlte Lösung wird dann mit einer Karr-Kolonne mit Chloroform extrahiert. Extraktionsbedingungen:
„stationäre" Phase ist die leichte Phase (Kalilaugelösung), die mit ca. 141/h gefördert wird. Dispergierte Phase ist die schwere Phase (Chloroform, die mit ca. 35-40 l/h gefördert wird.
Schüttelfrequenz: 200 Hübe/min.
Temperatur: 26-28°C.
Auf diese Weise wird das gebildete Nortropin nahezu quantitativ aus der Kalilaugelösung extrahiert. Nach dem Abziehen des Lösungsmitteis wird das Rohprodukt ohne weitere Reinigung in Stufe B eingesetzt. Man erhält 1,876kg Nortropin mit einem Gehalt (HPLC:/A-BondapackCis-Säule; Fließmittel: Methanol/Wasser: 1:9 mit PIC-B7) von 87%. Dies entspricht 1,632 kg reinem Nortropin entsprechend einer Ausbeute von 98%.
Stufe B: Sa-Hydroxynortropin-e-spiro-i'-pyrrolidiniumchlorid
Die Zusammensetzung des Reaktionsgemisches muß auf reines Nortropin bezogen werden. Das Mol-Verhältnis Nortropin:
Diethymalin:1,4-Dichlorbutan muß genau 1:2:4 sein.
Man löst das aus Stufe Aerhaltene rohe Nortropin (1,186 kg entsprechend 1,632 kg Reinsubstanz entsprechend 12,85 Mol) in 52I Ν,Ν-Dimethylformamid und gibt 2,665I Diethylamin (1,876kg; 25,7 Mol) und 5,73611,4-Dichlorbutan (6,528kg; 51,4Mol) zu. Man läßt die Reaktionsmischung 18 Tage bei Raumtemperatur stehen. Die ausgeschiedenen Kristalle werden abgesaugt, mit wenig trockenem Acetonitril gewaschen und im Vakuumtrockenschrankbei 5O0C getrocknet. Man erhält 2,25 kg (80%, bezogen auf in der ersten Stufe eingesetzten Tropin) reines Produkt mit einem Schmelzpunkt von 2500C.
Stufe C: Trospiumchlorid ([Sa-Benziloyloxy-nortropan-S-spiro-i'-pyrrolidiniuirO-chlorid)
a) Benzilsäureimidazolid
Unter Ausschluß von Luftfeuchtigkeit löst man 1,944kg Ν,Ν-Carbonyldiimidazol (12 Mol) in 19,21 trockenem Dichlormethan. Unter Rühren gibt man bei 15-200C innerhalb von 6min 2,736kg trockene Benzilsäure (12 Mol) zu. Man rührt 1 h bei Raumtemperatur. Dabei geht die Benzilsäure zunächst in Lösung, bald darauf beginnt sich das Benzilsäureimidazolid in fester Form abzuscheiden. Man saugt ab und wäscht mit 0,81 trockenem Dichlormethan. Man erhält 2,4kg Benzilsäureimidazolid.
b) Herstellung der Titelverbindung
In einem 300-l-Rührkessel suspendiert man 1,3kg der gemäß Stufe B erhaltenen Verbindung in 230I absolutem Acetonitril und erwärmt auf 78°C. Dazu gibt man eine Lösung von 74,0 g 4-(Dimethylamino)-pyridin in 21 absolutem Acetonitril. Dazu gibt man in drei Portionen im Abstand von je 30min bei 78°Ceine Suspension von 2,086kg Benzilsäureimidazolid in 9,Ol absolutem Acetonitril. Anschließend rührt man bei 78°C, bis von der ersten Benzüsäureimidazolidzugabe an eine Gesamtreaktionszeit von 4h erreicht ist. Man kühlt auf 200C und rührt über Nacht weiter. Die gebildete Suspension wird . abgesaugt und mit etwas Acetonitril gewaschen. Der Rückstand sowie durch Einengen der Mutterlauge gewonnenes weiteres Produkt (insgesamt 2,14kg) werden aus Isopropanol umkristallisiert. Man erhält 1,78kg (70%) reines Produkt mit einem Schmelzpunkt von 258-263T (Zersetzung).
FD-MS: m/e = 392 (Molekülkation)
IR (KBr): γ = 3150,1 735,1498,1 452,747
Stufe B: Sa-Hydroxy-nortropan-S-spiro-i'-O'-pyrroliniumJ-chlorid
In eine Lösung aus 635mg (5mMol) Nortropin in 9,5ml Ν,Ν-Dimethylformamid werden 1,05ml Diethylamin (1OmMoI) und 1,05 ml (1OmMoI) cis-1,4-Dichlorbuten-2-eingerührt. Nach 1 Stunde wird das reine kristalline Produkt abgesaugt. Die Mutterlauge wird mit Ethylacetat versetzt bis zur beginnenden Trübung, um weiteres Produkt zu gewinnen. Die Kristalle werden abgesaugt und mit wenig Aceton gewaschen.
Ausbeute: 984mg (91 %).
FD-MS: m/e = 180 (Molekülkation)
IR (KBr): y = 3250,1621cm"1
1H-NMR (90MHz, D2O, δ-Werte^bezogen auf TSP=O): δ = 1,7-2,7 (8H; H-2, H-A H-6, H-7), 3,92 (2H; H-1, H-5), 4,05 (1 H; H-3),
4,14 u. 4,31 (je2H; H-2'und"H-5'), 5,90 (2H; H-3', H-4').
Stufe C^a-Benziloyloxy-nortropan-e-spiro-i'-S'-pyrroliniuml-chlorid
530mg (2,4mMol) Sa-Hydroxy-nortropan-S-spiro-i'-P'-pyrroliniumJ-chlorid werden in 353ml absolutem Aceton suspendiert und mit 14mg (0,12mMol) 4-Dimethylamino-pyridin und 678mg (2,4mMol) Benzilsäureimidazolid im Autoklaven 23h bei 70°C gerührt. Das Produkt kristallisiert beim Abkühlen auf Raumtemperatur aus dem Reaktionsgemisch aus. Es wird abgesaugt und mit wenig Aceton gewaschen.
Ausbeute: 650mg (62%)
FD-MS: m/e = 390 (Molekülkation)
IR (KBr): γ = 1 722,1 595,1490,1445,741 cm"1
1H-NMR(90MHz,D2O, δ-Werte, bezogenaufTSP=O): 1,3-2,8(8H; H-2,H-4,H-6,H-7),3,85(2H; H-1,H-5),4,09und4,37,(je2H; H-2' und H-5'), 5,24 (1 H; H-3), 5,95 (2H; H-3', H-A'), 7,44 (1OH; aromat. Protonen d. Benzilsäure).
Stufe D: Überführung von Sa-Benziloyloxy-nortropan-S-spiro-i'-O'-pyrroliniuml-chlorid in Sa-Benziloyloxy-nortropan-S-spiro-1'-pyrrolidinium-chlorid
500mg Sa-Benziloyloxy-nortropan-S-spiro-i'-O'-pyrroliniumJ-chlorid werden in 15ml Methanol gelöst und nach Zugabe einer Spatelspitze Platindioxid bei Normaldruck und bei 25°C Temperatur bis zum Ende der Wasserstoffaufnahme hydriert. Die Hydrierung erfolgt in einer Standard-Apparatur, wie siez. B. in Houben-Weyl Methoden der Organischen Chemie, 4. Aufl., Bd. IV/1 c, Georg Thieme Verlag Stuttgart, New York, 1980, S. 33-39, dargestellt ist. Nach'Abfiltrieren des Platins wird unter Vakuum zur Trockne gezogen. Die Umsetzung ist nach ^-NMR-Spektroskopie quantitativ. Die Umkristallisation wird durchgeführt, wie in Beispiel 1, Stufe C, dargestellt.
Beispiel 3 Sa-Benziloyloxy-nortropan-S-spiro^'-iso-indoliniumchlorid
1) 3a-Hydroxy-nortropan-8-spiro-2'-isoindoliniumchiorid
1,27g (1OmMoI) Nortropin werden in 7 ml Chloroform gelöst und mit 1,46g (2OmMoI) Diethylamin und 7g (4OmMoI) 1,2-Bis-(chlormethyl)-benzoi versetzt. Die klare Reaktionslösung wird 24h bei Raumtemperatur verschlossen stehengelassen. Dann wird auf die Hälfte eingeengt und mit Ethylacetat versetzt, um die Kristallisation einzuleiten. Die Kristalle werden abgesaugt und aus Isopropanol/Ethylacetat umkristallisiert.
Ausbeute: 1g (38%)
Fp: 245-247 0C
FD-MS: m/e = 230 (Molekülkation)
IR (KBr): γ = 3168,757, 742cm"1
1H-NMR (250MHz, D2O, δ-Werte bezogen auf TSP=O): 2,09 (2H; H-6a, H-7a), 2,40-2,67 (4H; H-2, Η-Λ), 2,59 (2H; H-6b, H-7b), 4,03 (2H; H-1, H-5), 4,24 (1 H; H-3), 4,82 und 4,99 (4H; H-T und H-3'),
7,47 (4H; H-4'bis H-7').
2) 3a:-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-2'-iso-indolinium-chlorid
1,33g (5mMol) Sa-Hydroxy-nortropan-S-spiro-i'-iso-indoliniumchlorid werden in 210 ml absolutem Acetonitril suspendiert und auf 78°C erwärmt. Unter Rühren werden zunächst 62 mg (0,5mMol) 4-Dimethylaminopyridin, dann innerhalb von 2,5 h portionsweise 3,2 g (11,5 mMol) Benzilsäureimidazolid eingerührt. Es wird 5,5 h bei 78°C nachgerührt, dann auf 220C abgekühlt und über Nacht weitergerührt. Die Lösung wird auf 1A des Volumens eingeengt und das Produkt durch Zugabe von Ethylacetat zum Kristallisieren gebracht.
Ausbeute: 1,3g (54%)
Fp:263-265°C
FD-MS: m/e = 440 (Molekülkation)
IR (KBr): y = 1740,757,745,703cm"1
1H-NMR (250MHz, D2O, S-Werte.bezogen auf TSP=O): 1,57 (2H; H-6a, H-7a),2,03(2H; H-2a,H-4a),2,07 (2H; H-6b, H-7b), 2,70 (2H, H-2b, H-4b), 3,86 (2H; H-1, H-5), 4,69 und 4,96 (4H; H-I' und H-3'), 5,32 (1 H; H-3),7,40-7,51 (14H; H-4' bis H-7' und aromat. Protonen der Benzilsäure).
1) aa-Hydroxy-nortropan-e-spiroA-morpholiniumchlorid
In eine Lösung aus 7,2g (56,6mMol) Nortropin und 70ml Chloroform werden 11,8ml (113,2mMol) Diethylamin und 26,6ml (226,5 mMol) 2,2'-Dichlordiethylether eingerührt. Die klare Reaktionslösung wird 3 Tage verschlossen bei Raumtemperatur stehengelassen. Das ausgeschiedene Öl-Kristall-Gemisch wird homogenisiert und über Nacht bei 0°C durchkristallisiert. Die Kristalle werden abgesaugt, mit wenig Chloroform gewaschen und 2h unter Vakuum bei 40°C getrocknet. Durch Einengen der Mutterlauge und Behandeln mit Ethylacetat wird zusätzliche Substanz gewonnen.
Ausbeute: 12,5g (95%)
Schmp.: 274-276°C (Zers.)
FD-MS: m/e = 198 (Molekülkation)
IR (KBr): γ = 3320, 892cm"1
1H-NMR (250 MHz, D2O S-Werte^ezogen auf TSP=O): 2,00 (2H; H-6a,H-7a), 2,22-2,62 (6H; H-2, H-4, H-6b,H-7b),
3,50 und 3,65 (4H; H-2' und H-6'), 4,01 und 4,08 (4H; H-2' und H-6'), 4,18 (1 H; H-3), 4,22 (2H; H-1 und H-5). 2) Sa-Benziloyloxy-nortropan-S-spiro^'-morpholiniumchlorid
7,5g (32mMol) Sa-Hydroxy-nortropan-e-spiro^'-morpholiniumchlorid werden in 650ml absolutem Acetonitril suspendiert und mit 0,587g (4,8mMol)4-(Dimethylamino)-pyridin versetzt. Bei 79°C werden unter Rühren 26g (92,8mMol) Benzilsäureimidazolid portionsweise innerhalb 3h zugegeben. Man läßt das Reaktionsgemisch 7 Tage bei Raumtemperatur stehen und saugt dann das reine kristalline Produkt ab. Die Kristalle werden 2 h bei 40 °C unter Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 8,4g (60%)
Schmp.: 225X (Zers.)
FD-MS: m/e = 408 (Molekülkation)
IR (KBr): γ = 3410,3183,1731,1492,703cm~1
1H-NMR (250MHz, D2O, δ-Werte bezogen auf TSP=O): 1,51 (2H; H-6a, H-7a), 2,00 (4H; H-2a, H-4a, H-6b, H-7b), 2,63 (2H; H-2b, H-4b), 3,38 und 3,64 (4H; H-2' und H-6'), 3,99 und 4,04 (4H; H-3' und H-5'), 4,09 (2 H; H-1, H-5), 5,30 (1 H; H-3), 7,46 (10H; aromat. Protonen der Benzilsäure).
3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-1'-pyrrolidino-{3', 4'-b)-chinoxaliniumbromid
1) 3a-Hydroxy-nortropan-8-spiro-1'-pyrrolidino-(3',4'-b)-chinoxaliniumbromid
In eine Lösung aus 5,57g (43,6mMol) Nortropin und 100ml Chloroform werden 4,58ml (43,6mMol) Diethylamin und 13,85g (43,65mMol) 2,3-Bis-(brommethyl)-chinoxalin eingerührt. Das warmgewordene Reaktionsgemisch wird auf 200C abgekühlt, wobei das Produkt in kristalliner Form anfällt. Es wird abgesaugt, mit Chloroform gewaschen und 22 h bei 55°C im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 11,1g (71%)
Schmp.: 283°C (Zers.)
FD-MS: m/e = 282 (Molekülkation)
IR (KBr): γ = 3345,1 504, 773cm"1
1H-NMR (250MHz, D2O, δ-Werte bezogen auf TSP = 0): 2,21 (2H; H-6a,H-7a), 2,53-2,89 (6H; H-2, H-4, H-6b,H-7b) 4,29 (2H; H-1 und H-5), 4,31 (1 H; H-3), 5,21 und 5,41 (je 2H; H-2' und H-5'), 7,94-8,05 (2H; Chinoxalin-o-Protonen), 8,11-8,22 (2H; Chinoxalin-m-Protonen).
2) 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-1'-pyrrolidino-(3', 4'-b)-chinoxaliniumbromid
5g (139mMol)3a-Hydroxy-nortropan-8-sprio-1'-pyrroiidino-(3', 4'-b)-chinoxaliniunibromid werden in 130ml trockenem Dimethylsulfoxid und 100 ml trockenem Acetonitril suspendiert. Nach Zugabe von 0,26g (2,09 mMol)4-Dimethylaminopyridin wird auf 78°C erwärmt. Unter kräftigem Rühren werden in Abständen von je 30min 7,74g (27,8mMol) Benzilsäureimidazolid in drei Portionen zugegeben. Man rührt weitere 2,5 h bei 78°C. Das Reaktionsgemisch wird auf 200C abgekühlt und filtriert. Der Filterrückstand wird verworfen. Das Filtratwird bei ca. 0,2mbarzurTrockne eingeengt. Der Rückstand wird mit 500ml siedendem Isopropanol extrahiert und heiß filtriert. Der Filterrückstand wird verworfen. Das Filtratwird auf 200 ml eingeengt.
Das Produkt kristallisiert bei Raumtemperatur über Nacht aus. Es wird abgesaugt, mit kaltem Isopropanol gewaschen und 2 h bei 55°C im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 3,5g (44%)
Schmp.: 205°C (Zers.)
FD-MS: m/8 = 492 (Molekülkation)
IR (KBr): γ = 3375,1730,1 504,763cm"1
1H-NMR (250MHz,CDCl3/CD3OD-3:1,ö-Werte#bezogen auf TMS = 0):
1,78 (2H; H-6a, H-7a), 2,08 (2H; H-2a, H-4a), 2,20 (2H; H-6b, H-7b), 2,85 (2H; H-2b, H-4b), 4,23 (2H; H-1, H-5), 4,62 (4H; H-2', H-5') 5,35(1 H; H-3), 7,30-7,48 (1oH; Benziisäure-Protonen), 7,84-7,97 (2H; Chinoxalin-o-Protonen), 8,07-8,22 (2H; Chinoxalin-m-Protonen).
Beispiel 6 -
3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-2'-(2'-aza-3H-phenalenium)-bromid
1) In eine Lösung aus 1,62g (12,7mMol) Nortropin und 75ml Ν,Ν-Dimethylformamid werden 1,33ml (12,7mMol) Diethylamin und 4g (12,7mMol) 1,8-Bis-(brommethyl)-naphthalin eingerührt. Aus dem leicht warm gewordenen Reaktionsgemisch kristallisiert das Produkt innerhalb von 2 h aus. Es wird abgesaugt, mit wenig Ν,Ν-Dimethylformamid gewaschen und 2 h bei 55°C im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 3,5g( 76%)
Schmp.: 33O0C (Zers.)
FD-MS: m/e = 280 (Molekülkation)
IR (KBr): γ = 3410,1604,1512cm"11H-NMR (250MHz, CDC!3/CD3OD-3:1, δ-Werte bezogen auf TMS = 0):
2,02 (2H;H-6a,H-7a),2,39-2,85(6H; H-2, H-4, H-7b,H-6b),3,92(2H; H-1, H-5),4,28(1 H; H-3), 5,01 und 5,16 (4H; H-T und H-3'), 7,51-7,64 (4H; H-5', H-6', H-7', H-8'), 7,93 (2H; H-4', H-9').
2) 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-2'-(2'-aza-3H-phenolenium)-bromid
2,95g (8,2mMol)3a-Hydroxy-nortropan-8-spiro-2'-(2'-aza-3H-phenolenium)-bromid werden in 1 660ml trockenem Acetonitril und 160ml trockenem Ν,Ν-Dimethylformamid suspendiert. Nach Zugabe von 152mg (1,2mMol)4-Dimethylaminopyridin wird auf 78°C erwärmt. Unter kräftigem Rühren werden in Abständen von je 30min 4,56g (16,mMol) Benzilsäureimidazolid in drei Portionen zugegeben. 2,5h wird bei 780C nachgerührt und dann das Reaktionsgemisch auf die Hälfte eingeengt Das ausgefallene Rohprodukt wird bei 200C abgesaugt und in Methanol suspendiert. Der in Methanol
unlösliche Anteil wird abfiltriert und verworfen. Das Filtratwird bis zur einsetzenden Kristallisation des Produkts eingeengt.
Nach Kristallisation über Nacht bei Raumtemperatur wird abgesaugt und 2 h bei 550C im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 2,1 g (42%)
Schmp.:322"C(Zers.)
FD-MS: m/„ = 490 (Moiekülkation)
IR (KBr): γ = 3428, 3240,1 738,1 603,1 497cm-1
1H-MNR (250MHz, CDCI3/CD3OD = 3:1, δ-Werte bezogen auf TMS = 0):
1,75 (2H; H-6a, H-7a), 1,94 (2H; H-2a, H-4a), 2,20 (2H; H-6b, H-7b), 2,80 (2H; H-2b, H-4b), 3,85 (2H; H-1, H-5), 4,93 und 5,19 (je 2H; H-T und H-3'), 5,45 (1 H; H-3), 7,31-7,46 (Ι0Η; Benzilsäureproton), 7,47-7,67 (4-H; H-5', H-6', H-7', H-8'), 7,93 (2H;H-4', H-9').
Auf analoge Weise werden die weiteren Verbindungen der Formel I hergestellt.
Beispiel 7 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-1'-(4'-methyl)-piperidiniumchlorid
1) 3 a-Hydroxy-nortropan-8-spiro-i '-W-methyl-J-piperidiniumchlorid
7,62g (0,06 Mol) Nortropin werden in 200ml absolutem Ν,Ν-Dimethylformamid gelöst. Nach dem Einrühren von 8,76g (0,12 Mol) Diethylamin und 37,18g (0,24MoI) 1,5-Dichlor-3-methylpentan wird das Reaktionsgemisch verschlossen 18 Tage bei Raumtemperatur stehen gelassen. Die ausgeschiedenen Kristalle werden abgesaugt, mit wenig trockenem Acetonitril gewaschen und im Vakuumtrockenschrank bei 500C getrocknet. Man erhält 7,84g (53%) reines Produkt.
FP: 2900C (Zers.)
FD-MS: m/e = 210 (Molekülkation)
IR (KBr): γ = 3190cm"1
1H-NMR (250MHz, D2O, δ-Werte in ppm, bezogen auf TSP = 0):
1,01 (m;3H; CH3); 1,37-2,02(m; 7H; H-6a, H-7a, H-3', H-4', H-5'); 2,20-2,52 (m; 5H; H-2a,H-4a,H-6b,H-7b, OH); 2,60 und 2,67(2 xt;2H;H-2bundH-4b);3,10,3,20,3,63und3,74(4x m; 4H; H-2' und H-6'), 3,76 und 4,24 (2 x m;2H;H-1 und H-5); 4,19 (t; 1 H; H-3).
2) 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-1'-(4'-methyl)-)-piperidiniumchlorid
7,37g (3OmMoI) Sa-Hydroxy-nortropan-S-spiro-i'-^'methyU-piperidiniumchlorid werden in 650ml absolutem Acetonitril suspendiert und unter Rühren auf 78°C erwärmt. Bei dieser Temperatur werden zunächst 587 mg (4,8mMol) 4-(Dimethylamino)-pyridin, dann innerhalb von 2 Stunden 13,35 g (48 mMol)Benzilsäureimidazolid in 4 etwa gleichen Portionen eingerührt. Man rührt noch 1,5 Stunden bei 78°C nach und läßt dann das Reaktionsgemisch über Nach ohne Rühren auf Raumtemperatur abkühlen. Man saugt das kristalline Produkt ab und wäscht mit wenig Aceton nach. Das Rohkristallisat wird aus trockenem Isopropanol umkristallisiert. Die reinen Kristalle werden 2 Stunden bei 400C unter Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 9,56g (70%) als 1:1 Mischkristallisat mit Isopropanol
Smp: 256-259°C
FD-MS: m/e = 420 (Molekülkation)
IR (KBr): y= 1735cm"1
1H-NMR (250MHz, D2O, δ-Werte in ppm, bezogen auf TSP = 0): 0,98 (m; 3H; CH3), 1,30-1,65 (m; 4H; H-6a, H-7a, H-3'a, H-5'a), 1,65-203 (m; 7H; H-2a, H-4a, H-6b, H-7b, H-3'b, H^l', H-5'b), 2,52 und 2,72 (m; 2H; H-2b, H^b), 3,02, 3,19, 3,47, 3,72 (t,t; d, d; 4H; H-2' und H-6'), 3,62 und 4,10 (m, m; 2H; H-1 und H-5), 5,30 (t; 1 H; H-3), 7,40-7,50 (m; 10H; aromatische Protonen).
3a-(4,4'-Difluor-)benziloyloxynortropan-8-spiro-1'pyrrolidiniumchlorid
2,17g (0,01 Mol) Sa-Hydroxynortropan-S-spiro-pyrrolidiniumchlorid wird mit 2,02g (0,01 Mol) Heptan-1-sulfonsäure-Natriumsalz unter Erwärmen in 500 ml absolutem Acetonitril in Lösung gebracht. Nach Abkühlen auf 25-270C wird unter Feuchtigkeitsausschluß vom Natriumchloridniederschlag abgesaugt. Die Lösung wird mit 0,125g 4-(Dimethylamino)pyridin versetzt in ein Reaktionsgefäß überführt, das mit einem Rührkolben verbunden ist, in dem 4,4'-Difiuorbenzilsäureimidazolid hergestellt wird. Dieser Rührkolben ist mit 2 Tropftrichtern versehen. In den einen Tropftrichter werden 2,64g (0,01 Mol) 4,4'-Difluor-benzilsäure (Herstellung analog W. Rothweiler, Dt. Ol 034943 vom 14.7.1970), gelöst in 100 ml absolutem Acetonitril, gebracht. In den anderen Tropftrichter wird eine Lösung von 2,43g (0,015 Mol) N,N-Carbonyl-diimidazol in 150 ml absolutem Acetonitril gebracht. Man läßt von jeder der beiden Lösungen gleichzeitig unter Rühren etwa 1A des Volumens in den Rührkolben laufen, rührt dann 15 Minuten nach un.d überführt die entstandene Imidazolidlösung unter striktem Feuchtigkeitsausschluß in das Reaktionsgefäß, in dem dieSa-Hydroxynortropan-S-spiro-i'-pyrrolidiniumheptansulfonat-Lösung bei Raumtemperatur gerührt wird. Dieser Vorgang wird noch dreimal wiederholt, bis alle Reaktanden vereinigt sind. Dann wird 2 Stunden zum Sieden unter Rückfluß erhitzt, danach über Nacht auf Raumtemperatur abgekühlt.
Das Reaktionsgemisch wird am Rotationsverdampfer unter Vakuum zur Trockne gezogen. Der Rückstand wird über eine Kieselgelsäule (z.B. Kieselgel 60,0,063-0,200mm, Merck Nr.7734) chromatographisch gereinigt. Mobile Phase: 1,2-Dichlorethan: Essigsäure: Methanol: Wasser, 57:23:13:7 (ν,ν,ν,ν).
Ausbeute: 870mg (14%) 3a-(4,4'-Difluor-)benziloyloxynortropan-8-spiro-1'-pyrrolidinium heptansulfonat. Nach Passage einer Säule, die mit einem stark basischen Ionenaustauscher in der Chloridform (z. B. Lewatit(R1 MP 500) gepackt ist, erhält man die Titelverbindung. Das Rohprodukt wird aus Isopropanol umkristallisiert, mit Ethylacetat gewaschen und bis zur Gewichtskonstanz bis 40°C unter Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 470mg als 1:1 Mischkristallisat mit Isopropanol
Fp: 242-245°C
FD-MS: "Ve = 428 (Molekülkation) ;
IR (KBr): γ = 1 508,1 603,1733cm""1
1H-NMR (250MHz, D2O, δ-Werte in ppm, bezogen auf TSP = 0): 1,44-157 (m; 2H; H-6a, H-7a), 2,00-2,20 (m; 8H; H-2a, H-4a, H-6b, H-7b, H-3', H^t'), 2,57 und 2,64 (2 x m; 2H; H-2b und H-4b), 3,38 und 3,60 (2 χ m; 4H; H-2', H-5'),3,73 (m; 2H; H-1,
Beispiel 9 3a-(4,4'-Dimethyl-)benziloyloxynortropan-8-spiro-1'-pyrrolidiniumchlorid
Es wird nach Beispiel 8 verfahren, jedoch wird an Stellevon4,4'-Difluorbenzilsäure4,4'-Dimethylbenzilsäure (Herstellung analog
J. G. Cannon; J. Orga. Chem. 25, 959-962 [1960]) als Ausgangsstoff eingesetzt.
Ausbeute: 1,68g
FD-MS: "Ve = 420 (Moleküikation)
IR (KBr): y = 1 508,1 612 (schwach), 1718cm"1
1H-NMR (250MHz), D2O, δ-Werte in ppm, bezogen auf TSP = 0): 1,47-1,51 (m; 2H; H-6a, H-7a), 1,79-2,21 (m; 8H; H-2a, H-4a, H-6b,H-7b,H-3',H-4'),2,33(s;6H;2 χ CH3),2,48-2,66(m;2H; H-2b,H-4b),3,34und3,58(2 x m;4H;H-2'undH-5'),3,67(m; 2H; H-1, H-5), 5,23 (t; 1 H; H-3), 7,20-7,31 (m; 8H; aromatische Protonen).
Beispiel 10 3a-(4,4'-Di-n-butyloxybenziloyloxy-)-nortropan-8-spiro-1'-pyrrolidiniumchlorid Es wird nach Beispiel 8 verfahren, jedoch wird an Stelle von 4,4'-Difluorbenzilsäure 4,4'-Di.-n-butyloxybenzilsäure (Herstellung analog J. G. Cannon, J. Org. Chem. 25,959-962 [1960]) als Ausgangsstoff eingesetzt.
Ausbeute: 240 mg bei Raumtemperatur zerfließende Kristalle
FD-MS: m/e = 536 (Molekülkation)
IR (KBr): δ = 1 508,1 580 (schwach), 1 608,1 734cm"1
1H-NMR (250MHz, CDCI3, δ-Werte in ppm. bezogen auf TMS = 0): 0,96 (t; 6H; 2 x CH3 von n-Butyloxy), 1,53-1,63 (m; 2H; H-6a, H-7a),1,76(t,t;4H;2 x CH2von n-Butyloxy-), 1,80-2,30 (m; 8H; H-2a,H-4a,H-6b, H-7b, H-3', H-4'), 2,62-2,77 (m;2H; H-2b, H-4b), 3,65 und 3,99 (2 χ m; 4H; H-2' und H-5'), 3,94 (t; 4H; 2 x CH2 von n-Butyloxy-), 4,16 (m; 2H; H-1, H.5), 5,28 (t; 1 H; H-3), 6,84 und 7,25 (2 χ d; 8H; aromatische Protonen).
Beispiel 11 3a-(4-n-butyloxybenziloyloxy-)nortropan-8-spiro-1'-pyrrolidiniumchlorid
Es wird nach Beispiel 8 verfahren, jedoch wird an Stelle von 4,4'-Difluorbenzilsäure4-n-butyloxybenzilsäure (Herstellung analog
C. D. Shackle« und H.A.Smith, J. Am. Chem. Soc. 75,2654-2657 [1953]) als Ausgangsstoff eingesetzt.
Ausbeute: 250mg
FD-MS: m/e = 464 (Molekülkation)
IR (KBr): γ= 1512,1609,1742cm"1 ."
1H-NMR (250MHz, CDCL3, δ-Werte in ppm, bezogen auf TMS = 0): 0,97 (t; 3H; CH3 von n-Butyloxy), 1,50 (t, q; 2H; CH2 von n-Butyloxy), 1,56-1,64(m; 2H; H-Sa, H-7a), 1,77 (t,t; 2H; CH2 von n-Butyloxy), 1,84-2,45 (m; 2H; H-2b,H-4b), 3,58-und 3,95 (2 x n; 4H; H-2' und H^5'), 3,95 (t; 2H; CH2 von n-Butyloxy), 4,08 (m; 2H; H-1 und H-5), 5,30 (t; 1 H; H-3), 6,84 (d) und 7,26-7,37 (m; 9H; aromatische Protonen).
1. Tabletten
40 mg Azoniaspironortropanolester nach den chemischen Beispielen 20 mg Lactose 30 mg Stärke
0,5mg Magnesiumstearat 74,5mg Cellulose mikrokrist
. 2. Suppositorium
120 mg Azoniaspironortropanolester nach den chemischen Beispielen
2 mg Aerosil 200 (Kieselsäure) 2 278mg Witepsol (modifizierte Triglyceride gesättigten Pflanzenfettsäuren)
3. Lösung zur intravenösen Injektion
20 mg Azoniaspionortropanolester nach den chemischen Beispielen 4,6mg Citronensäure Monohydrat 14,8mg Na-citrat-2-hydrat ad2m!
4. Lösung zur intravenösen Infusion
500 mg Azoniaspironortropanolester nach den chemischen Beispielen 130mg Citronensäure Monohydrat 370 mg Natriumcitrat-2-hydrat ad 50 ml
5. Retardform: Diffusionspellets pro Hartgelatinekapsel
| ohnelnitialdosis | mit Initialdosis |
| 150 mg | 150 mg |
| 80 mg | WS 60 mg |
Zuckerkügelchen
Azoniaspironortropanolester
nach den chemischen Beispielen
Hydroxypropylcellulose
(Klucel) 10 mg 8 mg
ohne Initialdosis mit Initialdosis
| I.Schicht | 2. Schicht |
| Retradtablette | Initialdosis |
| 60 mg | 20 mg |
| 90 mg | 10 mg |
| 12mg | — |
| 15mg | 15 mg |
| 1,5 mg | 0,3 mg |
| 2 mg | — |
Ester von Acrylaten bzw. Methacrylaten:
EndragitRL 2 mg 2 mg
EndragitRS 8 mg 8 mg
Polyethylenglykol8 000 1mg 1mg
Talkum 5 mg 5 mg
WS 20 mg Klucel2mg
6. Retardform: Matrixtablette
80 mg Azoniaspironortropanolester nach den chemischen Beispielen 120 mg Lactose 15mg Ethylcellulose 20mg Stärke
2 mg Magnesiumstearat 3mg Polyethylenglykol 8000
7. Retardform: 2-Schicht-Tablette mit Initialdosis
Azoniaspironortropanolester Lactose
Ethylcellulose
Stärke
Magnesiumstearat
Polyethylenglykol 8 000
Cellulose mikrokrist. .— 37,2 mg
8. Dosieraerosol zur Inhalation Rezeptur pro Dosis/Sprühstoß:
0,1 mg Azoniaspironortropanolester nach den chemischen Beispielen
0,02mg Span 85 (Sorbitanmono- und -trifettsäurereste, basierend auf Ölsäure) »
10μΙ Frigen 11 (Trichlorfluormethan) 40jixl Frigen 12 (Dichloridifluormethan)
9. Dosierspray zur nasalen Anwendung: Rezeptur pro Dosis/Sprühstoß: ,
2mg Azoniaspironortropanolester nach den chemischen Beispielen
90μΙ physiologische Kochsalzlösung
Folgende erfindungsgemäße Verbindungen wurden auf spasmolytische Wirksamkeit getestet: Verbindung des Beispiels:
2 = Sa-Benziloyloxy-nortropan-e-spiro-V-O'-pyrroliniuml-chlorid
3 = Sa-Benziloyloxy-nortropan-S-spiro^'-isoindolinium-chlorid
4 = Sa-Benziloyloxy-nortropan-S-spiro^'-morpholiniumchlorid
5 = 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-1'-pyrrolidino-[3', 4', b]-chinoxalinium-bromid
6 = 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-2'-(2'aza-3H-phenalenium)-bromid
Als bekannte Vergleichsverbindung wurde Trospiumchlorid (Verbindung des Beispiels 1) verwendet. Der Versuch wurde am isolierten Rattendarm durchgeführt.
Tiermaterial -
Tierart: Ratte
Tierstamm: Wistar
Herkunft: Mus rattus AG, Brunnthal
Geschlecht: weiblich und männlich
Körpergewicht: 150-25Og
Eingewöhnungszeit: 1 Woche
Stallraum: geschlossenes Gebäude, nicht klimatisierter Raum mit fahrbaren Käfiggestellen
Temperatur: ' 20±2°C
rel. Luftfeuchte: 50±10%
Raumbeleuchtung: Tageslicht,zusätzlich Neonröhren-Beleuchtung im Tag-/Nachtrhythmus von 7.00 bis 18.00 Uhr
Käfige: Makrolen-KäfigeTyp4,mitje10Rattenbesetzt,Sägemehieinstreu
Futter: ssniffe-StandardfutterVersuchstierdiäten-GmbH,4770 Soest, ad libitum
Trinkwasser: Leitungswasser aus Kunststoffflaschen mitEdelstahltrinkröhrchen ad libitum
Prüfsubstanzen:
Verbindungen der Beispiele 1 bis 6
Lösungsmittel: A. demin.
Konzentration: 1,185 x 10~8g/mi Badgefäßinhalt (gegen Carbachol)
Applikationsvolumen: 0,25 ml
Einwirkzeit vor
Spasmodicumgabe: 3 min
Gesamteinwirkzeit: 8rriin
Weitere Substanzen
Kennzeichnung: Carbamoylcholin (CarbachoD-hydrochloridFa. Merck, Darmstadt Art. Nr. 500 940
Summenformel: C6H15CIN2O2
Lösungsmittel: A. demin.
Konzentrationen: 4 χ 10~9g/ml Badgefäßinhalt
2x1(T8g/mldo.
1 x 10"7 g/ml do.
5 x 10"7 g/ml ditto
2,5x10"6 g/ml do.
1,25X10"5g/ml do.
6,25x10"5g/ml do
Applikationsvolumen: 0,25 ml
Einwirkzeit: 5 min
Nährlösung nach Ringer mit folgender Zusammensetzung: NaCI = 9,000 g E. Merck, Darmstadt
KCI =0,21 Og do.
NaHCO3 = 0,500 g do.
C6H12O6 χ H2O = 0,500 g do.
CaCI2XH2O =0,318 g do.
Die Ratte wird durch Nackenschlag getötet. Entlang der Medianlinie wird der Bauchraum eröffnet, ein ca. 10cm langes Stück lleum entnommen, sofort in physiologisch temperierte Nährlösung überführt und dann in toto vorsichtig mit Hilfe einer 10ml-Spritze 2mal mit Nährlösung zur Beseitigung von Darminhalt durchspült. Für den sich anschließenden Versuch werden zwei Darmstücke von 2cm Länge abgetrennt und das restliche Darmstück im Kühlschrank aufbewahrt. Die zwei Darmstücke werden in der Nährlösung von evtl. noch anhaftendem Gewebe befreit. Um ein Ende wird eine aus Seidenfaden gefertigte Schlinge zur Fixation des Darmstückes im Organbad gebunden, während um das andere Ende ein längerer Faden mit Anschlußklemme zur Befestigung am Schreibhebel angebracht wird. Das Organstück wird danach in das mit Nährlösung gefüllte und mit Carbogen durchperlte Badgefäß eingehängt und mitj 0,5g belastet. Nach 30 min Ruhepause kann der Versuch beginnen.
Als erstes wird eine Dosis-Wirkungsbeziehung des Spasmodikums erstellt. Die zu prüfende Lösung wird mittels Tuberkulinspritze mit ausgesetzter Einmalkanüle in die Badflüssigkeit injiziert. Entsprechend dem zu injizierenden Volumen wird stets vorher zur genauen Einhaltung des Badinhaltes Nährlösung entnommen. Es werden Konzentrationen gewählt, die in geometrischen Abstufungen um den Faktor 5 spasmodische Effekte von >10% bis 100% aufweisen, wobei der 100%-Effekt als Granzkonzentration zu verstehen ist, deren Überschreitung keinen größeren Effekt hervorruft. Die Grenzkonzentration wird als Bezugsgröße eingesetzt, und die Effekte der niedrigeren Konzentrationen werden rechnerisch auf diesen 100%-Wert bezogen.
Eine vollständige Konzentrations-Wirkungskurve wird an einem Darmstück erstellt.
Die Einwirkzeit des Spasmodikums auf das Organ beträgt 5 min, danach wird dreimal der Badgefäßinhalt durch Spülen gewechselt und eine Ruhepause (keine Substanzzugabe) von 30min angeschlossen.
Naeh Erstellen der Konzentrations-Wirkungsbeziehung des Spasmodicums wird die antagonistische Wirkstärke der zu testenden Substanz überprüft. Dazu wird die Prüfsubstanz in einer konstanten Konzentration 3 min vor Spasmodicum-Gabe in den Badgefäßinhalt injiziert. Der sich anschließende Versuchsablauf entspricht dem bereits beschrieben: Spasmodicum-Gabe in steigenden Konzentrationen, 3mal Spülen, 30 min Ruhepause. Abhängig vom Effekt werden die Konzentrationen der Prüfsubstanz variiert, wobei pro Konzentration zehn Versuche durchgeführt werden.
Die Untersuchungsapparatur besteht aus einer waagerecht fixierten, ca. 66cm langen, zylinderförmigen Glasummantelung — mit Zu-und Ablaufhähnen an den Enden—, in die zwei Zulaufstutzen versehen sind und die je in ein unten durch Hähne zu verschließenden Badgefäß — 25ml Volumen — münden. Von einem Ultrathermostaten der Firma „Colora" wird zirkulierend auf 34°C erwärmtes Aqua demin. durch die Glasaummantelung gepumpt, so daß die in den Vorwärmspiralen und Badgefäßen befindliche Nährlösung stets gleichmäßig erwärmt ist. Sie wird bei Bedarf aus einer höher stehenden Vorratsflasche über ein Schlauchsystem in die Vorwärmspiralen geleitet. Am Boden der Badgefäße befinden sich zum kontinuierlichen Durchperlen der Nährlösung mit Carbogen (95% O2 und 5% CO2) Begasungsrohre, an deren Schenkel im unteren Drittel Glashaken eingeschmolzen sind, an denen die vorbereitenden Darmstücke an einem Ende eingehängt werden, während das andere Ende mit seinem langen Faden mit einem Metallschreibhebel für MP-Beschriftung verbunden wird. Schließlich wird am Schreibhebel die Belastung eingestellt und der Stirnschreiber des Hebels an das MP-Papierauf derSchreib-Trommel (0 200 mm) eines Kymographen angelegt. Das MP-Papier wird während des Versuchs von einem Tischschleifengestell auf die Trommel aufgerollt.
Der Papiervorschub beträgt 2,62 mm χ min"1. Die Schriftbreite kann über einen MP-Generator mit eingebautem Potentiometer geregelt werden. Zum besseren Stromfluß wird zusätzlich eine Kontaktwalze an das MP-Papier angelegt, die mit der Erdungsbuchse des MP-Generators verbunden wird.
Die Aufzeichnungen auf dem MP-Papier werden nach Versuchsende mit Spezial-Fixierspray fixiert.
Alle für die Registrierung notwendigen Geräte wurden von der Fa. Braun, Melsungen, bezogen.
Es werden für jede Konzentration in g/ml die arithmetischen Mittelwerte und ihre Standardabweichungen (x% ± s) der spasmodischen Effekte gebildet.
Ein 50%iger Spasmus wurde mitArbachol alleine (Blindversuch) bei einer Konzentration von 4,3 x 10~8g/ml erzielt.
Bei Anwendung der oben genannten spasmolytisch wirkenden Testsubstanzen in einer Konzentration von 1,18 χ 10~8g/ml wurden zur Auslösung eines 50%igen Spasmus Carbacholkonzentrationen um 10~6g/ml benötigt. Beispiele für die Anwendung als Asthmatherapeutikum und Broncholytikum:
1. Trospiumchlorid {(Sa-Benziloyloxy-nortropan-S-spiro-i'-pyrrolidiniuml-chlorid] Fp: 258-263°C (Zersetzung); FD-MS: m/e = 392 (Molekülkation)
IR (KBr): γ = 3150,1 735,1 498,1 452,747
2. Sa-Benziloyloxy-nortropan-S-spiro-V-iS'-pyrroliniumlchlorid FP: 267"C; FD-MS: m/e = 390 (Molekülkation)
IR (KBr): y = 1722; 1 595; 1490; 1 445; 741 cm"1
3. 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-2'-iso-indoliniumchlorid Fp: 263-2650C; FD-MS: m/e = 440 (Molekülkation)
IR (K Br): y = 1740; 757; 745; 703cnrT1
4. Sa-Benziloyloxy-nortropan-S-spiro^'-morpholiniumchlorid Fp: 2250C (Zersetzung); FD-MS: m/e = 408 (Molekülkation) IR (K Br): γ = 3410; 3183; 1731; 1492;703cm-l
5. Sa-Benziloyloxy-nortropan-S-spiro-i '-pyrrolidino[3', 4'-b]-Fp: 205X (Zersetzung); FD-MS: m/e = 492 (Molekülkation) IP (K Br): γ = 3375; 1730; 1 504; 763cm-1
6. 3a-Benziloyloxy-nortropan-8-spiro-2'-(2'-aza-3H-phenalenium)-bromid FR: 3220C (Zersetzung); FD-MS: m/e = 490 (Molekülkation)
IR (K Br): y = 3428; 3240; 1738; 1603; 1497cm"1 .
Applikationswege (z. B. Inhalation, oral iv),
Applikationsformen (z.B. Aerolsol, Lösung ect.)
1. Inhalationslösung
Rezeptur: Trospiumchlorid . 0,100 g
Citronensäure-l-hydrat-Natriumcitrat-2-hydratriumchlorid 0,470 g
Wasser! Injektionszwecke 100,0 ml
Herstellung: Die Substanzen werden nacheinander im Wasser gelöst. Anschließend erfolgt Sterilfiltration und die
Abfüllung in lichtgeschützte Behälter. ,
Der pH-Wert der Lösung entspricht ca. 4,2·
2. Dosieraerosol
Rezeptur: Trospiumchlorid 0,030 g
Trichlorfluormethan/Dichlordifluormethan ad 15,0 ml
Herstellung: Das auf eine Korngröße von unter5ju.m gemahleneTrospiumchlorid wird homogen in dem gekühlten,
flüssigen Treibgas suspendiert und bei ca. 45 bis 500C in übliche Aerosolbehälter abgefüllt. Das Ventil wird so gewählt, daß pro Sprühstoß 0,1 mg Trospiumchlorid freigesetzt werden.
Zur Bestätigung der Wirksamkeit der erfindungsgemäßen hergestellten Wirkstoffe werden inhalative Provokationen mit einem cholinerg wirksamen Aerosol am wachen Meerschweinchen vorgenommen.
Dabei antagonisieren 3 x 10~7mol kg""1 Wirkstoff einen durch Acetyl-ß-methylcholinchlorid-Aerosol bedingten asthmatoide Atmungserschwemis 15 Minuten nach intraperitonealer Applikation. Die therapeutische Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Wirkstoffe ist deutlich stärker als die äduimolarer Dosen von Referenzsubstanzen wie Atropin und Isoproterenol.
Methode
Tierart: Meerschweinchen
Tierstamm: Pirbrightwhite
Herkunft: Ankauf Lippische Versuchstierzucht Hagemann GmbH & Co., 4923 Estertal 1
Geschlecht: männlich
Körpergewicht: ca. 500-700 g
Eingewöhnungszeit: >8Tage
Stallraum: Massivgebäude, konventionelle Haltung
Raumtemperatur: 22±2°C :
Luftfeuchte: 50-60 % r. F. :
Raumbeleuchtung: künstlicher 12 Std.-Rhythmus
Käfige: Makroionunterteil und Drahtgitterabdeckung mit Futter und Wasserbehälter;
Einstreu: bedding (ssniff!R1) Fa. ssniff-Versuchstierdiäten GmbH,4770 Soest
Futter: AltrominIRl-MSAItroggeSpezialfutterwerk, Lage/Lippe ssniff^'-MS-Diät und Heu
Trinkwasser: Leitungswasser ad libitum
Substanzen, Dosierung, Applikationsart Prüfsubstanz
Kennzeichnung: Trospiumchlorid MP194 (MG = 428)
Charge: 9045
Dosis: 3XiO-7MoImI-^g"1
Applikationsart: intraperitoneal
Kennzeichnung: DehydrotrospiumchloridWG71 (MG =426)
Charge: 840720
Dosis: 3XlO-7MoIrTIr1ICg"1
Applikationsart: intraperitoneal
Kennzeichnung: Isoproterenol (Fluka; MG = 247,72)
Dosis: 3 χ 10"7MoImI"1 kg"1
Applikationsart: intraperitoneal
Kontrollsubstanz
Kennzeichnung: physiologische Kochsalzlösung
Dosis: 1 ml kg"1
Applikationsart: intraperitoneal
Weitere Substanzen
Kennzeichnung Acetyl-0-methylcholinchlorid (Sigma; MG= 195,7)
Konzentrationen: 0,0316g x 10OmI"1 Aqua bidest.
0,0526g x 10OmI"1 Aqua bidest.
0,1 g χ 10OmT1 Aqua bidest.
0,178 g x 100 ml"1 Aqua bidest.
0,316g x 100 ml"1 Aqua bidest.
0,562.g x 100 ml"1 Aqua bidest.
Applikationsart: 0,5 ml mih"1 per inhalationem
Zuteilung zu den Gruppen: zufällig Tierzahl pro Gruppe: 10
Gruppeneinteilung: nach Möglichkeit werden an einem Tag Tiere der Versuchs- und Kontrollgruppe in den Versuch
genommen.
Die für einen Versuch vorgesehenen Meerschweinchen werden nach ihrer mindestens 8 Tage dauernden Eingewöhnungszeit zweimal einem Aerosol von 0,1%iger Acetyl-ß-methylcholinchloridlösung ausgesetzt, da die Tiere erfahrungsgemäß während der ersten beiden inhalativen Provokationen mit deutlicheren Atmungsstörungen reagieren als bei den darauffolgenden (Adaptation). Wird bei beiden Inhalationsphasen eine Unempfindlichkeit (Fehlen der Atmungsstörung) gegenüber der Exposition beobachtet, werden diese Tiere vom eigentlichen Versuch ausgeschlossen.
Zwecks Aerosolprovokation werden die Meerschweinchen einzeln in eine Inhalationskammer (s. 3.6.) verbracht, in der 0,5 ml Lösung in der Minute mittels einer Spezialdüse (Fa. Rhema, Hofheim) als Tröpfchenaerosol vernebelt wird. Abhängig von der Wirkstoffkonzentration sowie einer evtl. erfolgten Vorbehandlung führt die Aerosolexposition zu einer mehr oder weniger ausgeprägten Dyspnoe, zu Hustenanfällen und — schließlich —zu Asphyxie und Bewußtlosigkeit im Anschluß an unterschiedlich starke tonisch-klonische Krämpfe. Mit Hilfe einer Stoppuhr (Fa. Hanhart) wird die Zeit vom Inhalationsbeginn bis zum Auftreten des asphyktischen Zustandes registriert; die Tiere werden umgehend aus der Inhalationskammer entfernt und erholen sich in der Regel innerhalb kürzester Zeit (Wiedererlangen des Bewußtseins und Normalisierung der Atmung). Tritt innerhalb von 180sec keine Dyspnoe ein, wird die Inhalation abgebrochen.
Um die Schutzwirkung der Prüf- bzw. Referenzsubstanzen darzustellen, werden die Tiere im Versuch 15 min vor Inhalationsbeginn entsprechend ihrem Körpergewicht mit diesen Substanzen vorbehandelt (Kontrolltiere entsprechend mit isoton. NaCI-Lösung) und logarithmisch abgestuften Acetyl-ß-methylcholinchlorid-Aerosolkonzentrationen ausgesetzt. Pro Versuchstag wird eine Aerosolkonzentration geprüft; der Abstand zwischen den einzelnen Aerosölprovokationen beträgt mindestens 1 Woche.
Die Inhalationskammer ist ein speziell zu diesem Zweck angefertigter Plexiglasbehälter, dessen Deckel mittels Gummidichtung und Spannverschlüssen luftdicht verriegelt werden kann. Die Innenmaße der Kammer betragen 285 x 190 χ 180mm, was einem Volumen von ca. 9,751 entspricht. Die Spezialdüse (Best. Nr. 504104 Ra. Rhema, Hofheim) ist in einer Aissparung des Deckels befestigt und gewährleistet eine gleichmäßige Beschickung des vorhandenen Kammervolumens mit dem Aerosol. Die Profokationslösung wird der Düse über eine Infusionspumpe (Fa. Braun, Melsungen) zugeführt (0,5 ml/min) und dort mit einem Überdruck von 18OkPa aus einer angeschlossenen Druckgasflasche (synthetische Luft, KW-frei) vernebelt. Die Aerosolprovokationen werden aus Sicherheitsgründen unter dem Abzug durchgeführt.
Für jede der geprüften Substanzen (Prüf-, Referenz-, Kontrollsubstanz) wird bei den jeweils untersuchten Wirkstoffkonzentrationen der prozentuale Anteil der mit einer Dyspnoe reagierenden Tiere zur Berechnung der EC50 herangezogen.
Die ED50 sowie das dazugehörige Konfidenzintervall (p > 95%) werden aus der Probit-Regressionsgeraden der mit Gewichtskoeffizienten versehenen Prozentwerte (s.o.) nach Geradenanpassung durch die Maximum-Likelihood-Methode (10 Iterationen) ermittelt. Außerdem wird die Anpassung der Geraden an die beobachteten Daten mittels Chiquadrattest überprüft. Für die Auswertung steht ein kommerzielles Rechenprogramm (Fa. OLIVETTI) zur Verfugung.
Die Versuchsprotokolle verbleiben im Labor und werden in gekennzeichneten Ordnern aufbewahrt.
Die Prüfsubstanzen Trospiumchlorid sowie Dehydrotrospiumchlorid zeigen nach intraperitonealer Applikation einen ausgeprägten broncholytischfen Effekt bei den cholinerg induzierten Bronchialkrämpfen am wachen Meerschweinchen. Die mittlere effektive Konzentration (EC50) von Acetyl-ß-methylcholinchlorid in der zu aerosolisierenden Lösung beträgt bei den Kontrolltieren w = 0,00054 (s. Tab. 1). Nach Vorbehandlung mit Trospiumchlorid bzw. Dehydrotrospiumchlorid liegt die entsprechende EC60 bei w = 0,00286 bzw. w = 0,00173 (s. Tab. 2 und 3).
Als Referenzsubstanzen wurden Atropin und Isoproterenol eingesetzt.
Für Atropin bzw. Isoproterenol werden mittlere effektive Konzentrationen der Provokationssubstanz von w = 0,00138 bzw.
Abb. 1: Mittlere effektive Konfiguration EC50 der Provokationssubstanz 15 Minuten nach i.p.-Applikation von MPi94, WG 71, Atropin und Isoproterenol
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Kontrollsubstanz:
Applikationsart:
Dosis:
Wirkstoff:
Applikationsart:
Konzentration:
NaCI (w = 0,009)
intraperitoneal
1ml kg"1
Acetyl-jS-methylcholinchlorid
perinhalationem (Aerosol)
s.u.
Versuchsdatum
Wirkstoffkonzentration
Anzahl derTiere getestet reagierend
Probitanalyse Reaktion % beobachtet berechnet
19.4.85
27.3.85
26.4.85
3.4.85
3.5.85
0,000316 0,000562 0,000750 0,001000 0,001780
| 10 | 2 |
| 10 | 5 |
| 10 | 7 |
| 10 | 9 |
| 10 | 9 |
| 20,00 | 22,79 |
| 50,00 | 52,35 |
| 70,00 | 67,81 |
| 90,00 | 80,64 |
| 90,00 | 95,26 |
Test auf Linearität: x2 = 1,2629 (FG = 3)
Linearität kann angenommen werden (a > 0,05)
Mittlere effektive Konzentration des Wirkstoffes EC50: w = 0,000539 Konfidenzintervall (P = 0,95): 0,000339-0,000855
Prüfsubstanz:
Applikationsart:
Dosis:
Wirkstoff:
Applikationsart:
Konzentration:
Trospiumchlorid
intraperitoneal
3 χ 10"7ITIoImI-1ICg"1
Acetyl-jS-methylcholinchlorid
per inhalationem (Aerosol)
s. u.
| Versuchsdatum | Wirkstoff | Anzahl der Tiere | reagierend | Probitanalyse Reaktion % | berechnet |
| konzentration w | getestet | 0 | beobachtet | 5,46 | |
| 27.3.85 | 0,000562 | 10 | 1 | 2,50* | 15,03 |
| 3.4.85 | 0,001000 | 10 | 5 | 10,00 | 32,00 |
| 3.5.85 | 0,001780 | 10 | 5 | 50,00 | 53,87 |
| 19.4.85 | 0,003160 | 10 | 7 | 50,00 | 74,66 |
| 26.4.85 | 0,005620 | 10 | 70,00 |
* Korrektur n. BLISS
Test auf Linearität: X2 = 2,0313 (FG = 3) Linearität kann angenommen werden (α > 0,05)
Mittlere effektive Konzentration des Wirkstoffes EC50: w = 0,00286 Konfidenzintervall (P = 0,95): 0,00147-0,00557
| Tabelle 3: | Prüfsubstanz: | Dehydrotrospiumchlorid | Anzahl derTiere | Probitanalyse Reaktion % | berechnet |
| Applikationsart: | intraperitoneal | getestet reagierend | beobachtet | 38,74 | |
| Dosis: | SxiO^molmr1 kg"1 | 10 3 | 30,00 | 50,60 | |
| Wirkstoff: | Acetyl-ß-methylcholinchlorid | 9 6 | 65,67 | 62,35 | |
| Applikationsart: | per inhalationem (Aerosol) | 10 6 | 60,00 | 73,08 | |
| Konzentration: | S. U. | 10 7 | 70,00 | ||
| Versuchsdatum Wirkstoff | |||||
| konzentration w ' | |||||
| 10.5.85 0,001000 | |||||
| 3.5.85 0,001780 | |||||
| 19.4.85 0,003160 | |||||
| 26.4. 85 0,005620 | |||||
fest auf Linearität: X2 = 1,3234 (FG = 2) Linearität kann angenommen werden (a a 0,05) Ergebnis der Probitanaiyse Mittlere effektive Konzentration des Wirkstoffes EC50: w = 0,00173 Konfidenzintervall (P = 0,95): 0,00031-0,00972
Referenzsubstanz:
Applikationsart:
Dosis:
Wirkstoff:
Applikationsart:
Konzentration:
Atropinchlorid intraperitoneal
Acetyl-ß-methylcholinchlorid per inhalationem (Aerosol)
s.u.
| Versuchsdatum | Wirkstoff | Anzahl derTiere | reagierend | Probitanalyse Reaktion % | berechnet |
| konzentration w | getestet | 3 | beobachtet | 38,93 | |
| 27.3.85 | 0,000562 | 10 | 6 | 30,0.0 | :: 45,98 . |
| 3.4.85 | 0,001000 | 10 | 5 | 60,00 | 53,16 |
| 3.5.85 | .0,001780 | 9 . . | 5 | 55,56 | 60,20 |
| 19.4.85 ;; | 0,003160 | 10 | 7 :.' | 50,00 | 66,95 |
| 26.4.85 | 0,005620 | 10 | 70,00 |
Testauf Linearität: X2 = 1,6245(FG = 3) .
Linearität kann angenommen werden (α >: 0,05)
Mittlere effektive Konzentration des Wirkstoffes EC50: w = 0,00138 Konfidenzintervall (P = 0,95): 0,00022-0,00888
Referenzsubstanz: Isoproterenol
Applikationsart: intraperitoneal
Dosis: 3 x 10~7molmr1kg":1
Wirkstoff: Acetyl-ß-methylcholinchlorid
Applikationsart: per inhalationem (Aerosol)
Konzentration: s.u.
| Versuchsdatum | Wirkstoff | Anzahl der Tiere | reagierend | Probitanalyse Reaktion % | berechnet |
| konzentration w | getestet | 3 | beobachtet | 36,21 | |
| 10.5.85 | 0,001000 | 9 . | 5 | 33,33 | 57,88 |
| 3.5.85 | 0,001780 | 8 | 7 | 62,50 | 77,28 |
| 19.4.85 | 0,003160 | 9 | 8 | 77,78 | 90,30 |
| 26.4.85 | 0,005620 | 9 | 88,98 |
Test auf Linearität: X2 = 0,1240 (FP = 2)
Linearität kann angenommen werden (a > 0,05)
Mittlere effektive Konzentration des Wirkstoffes EC50: w = 0,00145
Konfidenzintervall (P = 0,95): 0,00050-0,00426
Die Prüfsubstanzen Trospium- und Dehydrotrospiumchlorid sind 15min nach intraperitonealer Applikation hinsichtlich ihrer broncholytischen Wirksamkeit durchaus dem klassischen Parasympathikolytikum Atropin und dem ß-Sympathikomimetikum Isoproterenol vergleichbar bzw. überlegen (s. Abb. 1). Aus den Berechnungen der jeweiligen mittleren effektiven Konzentrationen von Acetal-ß-methylcholinchlorid, das zur Auslösung einer Dyspnoe notwendig ist, läßt sich eine stärkere Wirksamkeit der Prüfsubstanzen, insbesondere des Trospiumchlorids, gegenüber den Referenzsubstanzen feststellen. Um die Rezeptorspezifität der erfindungsgemäßen Verbindungen zu prüfen, muß man die Spezifität der cholinergen Antagonisierung darstellen.
Ein Modell hierfür ist die Messung der anticholihergen Wirksamkeit an isolierten Trachealspiralen (Meerschweinchen). Es werden Sa-Benziloyioxy-nortropan-S-spiro-i'-pyrrolidinium-chlorid = Trospiumchlorid = MP 194 als Prüfsubstanz eingesetzt. Als Vergleichssubstanz wird Ipatrotiumbromid eingesetzt.
1. Zusammenfassung
MP 194 ist an isolierten Trachealspiralen vom.Meerschweinchen gegenüber Acetyl-ß-methylcholinchlorid kompetitiv antagonistisch wirksam. Dabei ist seine Wirkstärke der Referenzsubstanz Ipratropiumbromid ebenbürtig, wobei die üblichen Nebenwirkungen von Ipratropiumchlorid je nach Applikationsart und Dosierung (siehe Rote Liste 1985, Nr.09015) erheblich vermindert oder nicht vorhanden sind.
2. Fragestellung
Essoll die anticholinerge Wirksamkeit von MP 194 im Vergleich zur Referenzsubstanz Ipratropiumbromid an isolierten Trachealspiralen vom Meerschweinchen erfaßt werden.
3. Methode
3.1. Tiermaterial
3.1.1. Tierart: Meerschweinchen
3.1.2. Tierstamm: PirbrightWhite
3.1.3. Herkunft: Fa. Hagemann GmbH & Co., 4923 Extertal 1
3.1.4. Geschlecht: männlich
3.1.5. Körpergewicht: ca. 500g
3.1.6. Eingewöhnungszeit: >8Tage
3.2. Tierhaltung
3.2.1. Stallraum Massivgebäude, konventionelle Haltung
3.2.2. Raumtemperatur: 22±2°C
3.2.3. rel.Luftfeuchte: 50±15%
3.2.4. Raumbeleuchtung: künstlicher Hell-/Dunkel-Rhythmus im 12-h-lntervall
3.2.5. Tierkäfige: Makrolonunterteil und Drahtgitterabdeckung mit Futter- und Wasserbehälter
Einstreu:ssniff(RI bedding (Versuchstierdiäten GmbH,4770 Soest)
3.2.6. Futter ssniff(R) Meerschweinchen Diät
3.2.7. Trinkwasser: Leitungswasser ad libitum
3.3. Substanzen, Dosierung, Applikationsart 3.3.1. Prüfsubstanz (Prüfantagonist)
Kennzeichnung: MP194(Trospiumchlorid) (MG 428) Charge: 9045
Lösungsmittel: Tyrode
Badkonzentration: 1 x 10"9 M/ml Badlösung
3,16 χ 10"9M/mi Badlösung
1 x 10~8M/ml Badlösung
1 x 10""7MAnI Badlösung Applikations:
3.3.2. Referenzsubstanz (Referenzantagonist) Kennzeichnung:
Lösungsmittel: Badkonzentration:
Applikationsvolumen:
Ipratropiumbromid
(MG 412,4)
Tyrode
1 χ 1CT9IWmI Badlösung
3,16 χ 1CT9 M/ml Badlösung
1 x 1(T8 M/ml Badlösung
1 x 10~7 M/ml Badlösung
50μ.Ι/28 ml Badlösung
3.3.3. Weitere Substanzen (Referenzantagonist) 3.3.3.1.Kennzeichnung: Acetyl-ß-methylcholinchlorid (MG 195,7)
Tyrode
Lösungsmittel: Badkonzentrationen:
Applikationsvolumen:
1 x 10 ' M/ml Badlösung 1 x 10~6 M/ml Badlösung 1 x 10~5 M/ml Badlösung 1 x 10"4 M/ml Badlösung 1 x 10"3M/ml Badlösung 1 χ 1CT2 M/ml Badlösung 3,16 x 10"2 M/ml Badlösung
50/xl/28ml Badlösung,kumulativ
3.3.3.2. Tyrodelösung als Nährmedium
| Zusammensetzung | Art. Nr. | mMol/l | Stammlösung | ml Stamm |
| lösung/l | ||||
| Tyrodelsg. | ||||
| NaCI | 6404 | 139,2 | 58,00 g/l (I molar) | 139,2 ml |
| KCI | 4936 | 2,7 | 74,56 g/l (I molar) | 2,7 ml |
| CaCI2 x 2 H2O | 2382 | 1,8 | 147,00 g/l (1 molar) | 1,8ml |
| MgCI2 x 6 H2O | 5833 | 0,245 | 99,62 g/l (0,49 motar) | 0,49 ml |
| NaHCO3 | 6329 | 11,9 | 21,00 g/l (0,25 molar) | 47,6 ml |
| NaH2PO4XH2O | 6346 | 0,4 | 4,00 g/l (0,03 molar) | 15,6ml |
| C6H12O6 | 8342 | 5,5 | - | 1,0g |
(Aqua bidest. ad 1000ml)
Alle verwendeten Substanzen werden von der Fa. Merck, Darmstadt, erworben. Die jeweils angegebene Art.-Nr. entspricht der Bestellnummer im Merck-Katalog.
Calciumchlorid ist hygroskopisch; die Stammlösung muß deshalb mit Hilfe eines Chlor-o-Counters titriert werden (Marius-Chlor-o-Counter, Fa. Kipp u. Zonen, 6242 Schönberg/Taunus).
Bei der Mischung der verschiedenen Stammlösungen ist zu beachten, daß Calcium mit Bikarbonat und Phosphat dann ausfällt, wenn die Lösungen in hoher Konzentration zusammenkommen. Dies wird vermieden, indem man die 1,8 ml CaCI2-Stammlösung zunächst mit ca. 100 ml Aqua bidest. verdünnt, die übrige Stamm lösung im Meßkolben mit Aqua bidest. schon weitgehend auffüllt und erst dann die Calciumlösung zugibt. Gruppierung Zuteilung zu den Gruppen: zufällig Anzahl der Präparate — der Prüfsubstanzgruppe:
der Referenzsubstanzgruppe:
n = 4(1 x10~9M) η = 2(3,16 χ 10""9M) n = 2(1 x10~8M) n = 4(1 X1O"7M)
n =
X1O~9M)
η = 2(3,16 x 10'9M)
η = 2(1 x10"8M) n = 4(1x10~7M) Versuchsdurchführung
Das Meerschweinchen wird durch Nackenschlag betäubt. Anschließend wird die gesamte Trachea, beginnend vom Larynx bis zur Bifurcation tracheae grob freipräpariert, herausgetrennt und in temperierte (37 "C) und carbogenisierte Tyrodelösung überführt. Nachdem umgebendes Bindegewebe möglichst weitgehend abpräpariert worden ist, wird das Präparat mittels einer feinen Schere in einem Winkel von ca. 45° spiralig aufgeschnitten und in zwei gleichgroße Abschnitte getrennt. Nach dem Wiegen werden beide Präparate proximal und distal mit einem Seidenfaden versehen. Einer dient der Fixierung des Präparates mittels Schlaufe am Badgefäßgrund, der andere wird über ein Häkchen mit dem Transducer oberhalb des Badgefäßes verbunden.
Anschließend werden die Präparate, entsprechend der Eichung, mit ca. 80 m N vorgedehnt und 50-100 min equilibriert. Während der Equilibrierungsphase wird die Nährlösuna in den Badaefäßen im Ahsta nHvnn
sich der Ruhemuskeltonus der Präparate stabilisiert hat, erfolgt die kumulative Zugabe des Agonisten, wobei die Zugabe der nächst höheren Konzentration erst erfolgt, wenn keine weitere Kontraktionserhöhung erkennbar ist (Plateau). Ist die maximale Kontraktionshöhe des Präparates erreicht, wird die kumulative Agonistenzugabe beendet und mehrmals gespült. Nach einer weiteren Equilibrierungsphase (s.o.) wird — diesmal bei Anwesenheit des Prüf-bzw. Referenzantagonisten—die kumulative Zugabe des Agonisten wiederholt.
3.6. Analysen und Größen
3.6.1. Der Perfusionsteil besteht aus einem L-förmigen Organbad, in dessen Hohlraum (langer Schenkel) eine doppelte Glasspirale verläuft, durch die die Nährlösung dem eigentlichen Badgefäß (28 ml Inhalt; kurzer Schenkel) zugeleitet wird. Dieses Badgefäß ist in zwei Kammern unterteilt, die durch zwei Querverbindungen jedoch noch untereinander verbunden sind. So kann die Versorgung des Organs mit Carbogen (Carbogen: 95 %O2,5% CO2) indirekt, von der kleineren (hinteren) der beiden Kammern aus, erfolgen, wodurch das Organ nicht direkt in der Carbogenzufuhr hängt, was u.a. eine genauere Registrierung der Organgreaktionen ermöglicht. Die eingelassenen Kammern sowie die zuführenden Glasspiralen werden durch einen separaten Flüssigkeitskreislauf von außen auf 37 0C temperiert. Diese Temperierung des Badgefäßes erfolgt mit Hilfe eines „Colora"-Ultra-Thermostat Type K (Colora Meßtechnik GmbH, Düsseldorf), der als Thermostat und Pumpe dient. Um bei Bedarf stets gebrauchsfertige Nährlösung zur Verfügung zu haben, ist oberhalb des Organbades ein doppelwandiger Vorratsbehälter angebracht, in dem die Nährlösung ebenfalls temperiert und carbogenisiertwird. Über einen Glashahn und einen Polypropylenschlauch steht dieser mit der doppelten Glasspirale im Innern des Organbades in Verbindung.
3.6.2. Zum Meß- und Registrierteil zählt der Transducer (Statham-Universal-Zelle UC-2; Hugo Sachs, Elektronik KG, 7801 Hugstetten). Mittels eines eingehängten Gewichtes wird am Transducer eine Kraft von 4OmN erzeugt, die als elektrisches Signal über ein Verbindungskabel zum Brückenverstärker gelangt. Die Verstärkung wird stufenlos so geregelt, daß der vorgegebenen Kraft ein konstanterWert auf der Skala bzw. ein analoger Wert auf dem Millimeterpapierdes Schreibers entspricht (abhängig von der Verstärkung s. u.). Nach Befestigen des Organs wird das Präparat bis zur doppelten Marke— entsprechend 8OmN—vorgedehnt. Der mit dem Verstärker verbundene Schreiber (Fa. Hellige, Freiburg/Breisgau) registriert alle Analogsignale auf thermosensiblem Papier mit Millimetereinteilung. Dabei wird die Schreiberverstärkung so geregelt, daß der Zugkraft des Gewichtes (4OmN) am Transducer ein Zeigerausschlag von 4 cm entspricht. (Eichung: Kraft erzeugt mittels Gewicht = 4 cm)
3.7. Auswertung
Die kumulative Zugabe des Agonisten führt an den isolierten Trachealspiralen zu einer dosisabhängigen Kontraktionskraftsteigerung, die auf dem Analogschreiber proportional registriert wird (Eichung). Aus diesen Analogprotokollen wird die quantitative Auswertung der kumulativen Dosiswirkungskurven nach der Methode von VAN ROSSUM (1963)* vorgenommen. Zu diesem Zweck'werden zunächst die absoluten Meßdaten (in [mm]) anhand des maximalen Effektes (EAm bzw. EAmB), der 100 % gleichgesetzt wird, in prozentuale Werte überführt. Mittels nichtlinearer Regression wird aus diesen Daten für jedes einzelne Präparat das Verhältnis der molaren Konzentrationen des Agonisten (Quotient & x) ermittelt, die notwendig sind, um genau die Hälfte des maximalen Effekts bei An- bzw. Abwesenheit des Prüf- bzw. Referenzantagonisten der molaren Konzentration [B] (log[B] = pAx) zu erzielen. Anhand der Formel pA2 = pAx + log (x - 1) (ARIENS et SCHILD, 1957)** wird der negative dekadische Logarithmus der molaren Antagonistenkonzentration ermittelt (pA2), bei der χ dem Wert 2 entspricht, d. h. bei Vorgabe des Antagonisten in der entsprechenden molaren Konzentration muß die molare Agonistenkonzentration verdoppelt werden, um den gleichen Effekt zu erzielen wie ohne Einwirkung des Antagonisten. Die Qualität des Antagonismus (kompetitiv/nicht kompetitiv) wird anhand des Vergleiches des maximalen Effekts bei Abwesenheit (EAm) und Anwesenheit (EAmB) des Prüf- bzw. Referenzantagonisten statistisch überprüft (t-Test mit paarweiser Anordnung). Abschließend wird der Unterschied des pA2±szwischen Prüf-und Referenzantagonist auf Srgnifikanz überprüft (t-Test zweier unabhängiger Stichproben).
4. Ergebnisse
MP194 und Inpratropiumbromid zeigen an isolierten Trachealspiralen vom Meerschweinchen einen vergleichbaren dosisabhängigen Antagonismus gegen den cholinergen Agonisten Acetyl-jß-methyl-cholinchlorid (s. Abb.1). der für MP 194 ermittelte pA2 ± s von 9,26 ± 0,29 unterscheidet sich nicht signifikant vom pA2 ± s für Ipratropiumbromid von 9 31 ± 0 39 (s Tab.1)
Die Qualität des Antagonismus ist sowohl beim MP 194 als auch beim Ipratropiumbromid anhand des Vergleiches zwischen den maximalen Effekten bei Ab- bzw. Anwesenheit des jeweiligen Antagonisten kompetitiv (s. Tab. 1).
5. Beurteilung
Die Untersuchung belegt die deutliche anticholinerge Wirksamkeit von MP194 an isolierten Trachealspiralen vom Meerschweinchen und ergänzt damit frühere Wirksamkeitsuntersuchungen am wachen Tier.
Die bessere Quantifizierbarkeit der Ergebnisse des in vitro-Modelles läßt zudem den Schluß zu, daß MP 194 bezüglich der Wirkstärke der Referenzsubstanz Ipratropiumbromid ebenbürtig ist (s. pA2-Werte). Zudem kann aufgrund der Untersuchung ein kompetitiver cholinerger Antagonismus beider Substanzen angenommen werden (s. EAmB/EAm).
MP194 ' Ipratropiumbromid
pA2 ± s 9,26 + 0,29 9,31 + 0,39
EAmB/EAm±s 1,09 ±0,22 1,10 + 0,24
VAN ROSSUM, J. M.: Cumulative dose-response curvies. II. Technique for the making of dose-response curvess in isolated organs an the evaluation of drug parameters
Arch. int. Pharmacodyn. 143, 229-330 (1963)
SCHILD, H. O.: pA, a new scale for measurement for drug antagonism. Brit. J. Pharmacol. 2,189(1947) ARIENS, E. J., J.M. VAN ROSSUM: pDx, pAx and pDx values in the analysis of pharmacodynamics
Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung von Azoniaspironortropanolestern der allgemeinen Formel I:
(I)
worin.
R einen der folgenden Reste bedeutet:
a) einen Alkylrest der allgemeinen Formel:
-(CH2)n-CH-(CH2)n- t
worin R3 ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl-, Benzyl-, Aryl- oder Alkoxycarbonylgruppe bedeutet und η für eine ganze Zahl von 1 bis 4 steht, b) einen Alkylenrest der allgemeinen Formel:
worin R4 und R5, die gleich oder verschieden sein können, ein Wasserstoffatom oder einen Alkyl- oder Alkylenrest bedeuten, und η für eine ganze Zahl von 1 bis 4 steht,
c) einen Azaalkylenrest der allgemeinen Formel:
-(CH2jn-N-(CH2)n- ^
worin R6 ein Wasserstoffatom, eine Alkyl-, Alkoxy carbonyl- oder Acylgruppe bedeutet und η für eine ganze Zahl von 2 bis 4 steht,
d) einen Oxaalkylenrest der allgemeinen Formel:
-(CH2)n-O-(CH2)n- , worin η für eine ganze Zahl von 2 bis 4 steht,
e) einen Epoxyalkylenrest der Formel
\ - CH0 - CH — GH - CH9 -
f) einen 0-Phenylrest der allgemeinen Formel:
g) einen peri-Naphthylenrest der allgemeinen Formel:
-CH2 CH2-
und
h) einen 2,3-Chinoxalinenrest der allgemeinen Formel:
h) einen 2,3-Chinoxalinenrest der allgemeinen Formel:
' Λ
wobei in den Formeln f) bis h) die Reste X und Y unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder einen
Alkyl- oder Alkoxyrest bedeuten,
R1 und R2, die gleich oder verschieden sein können, ein Wasserstoff- oder Halogenatom oder einen Alkyl-, Alkoxy-, Alkoyl-, Cyclohexyl-, Phenyl-, Alkylphenyl-, Alkoxyphenyl-, Halogenphenyl-, Thienyl- oder Furylrest bedeuten, wobei die in den genannten Resten enthaltenen Alkylgruppen 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthalten und gerade oder verzweigt sein können, und ΑΘ das Anion einer 1- bis 3wertigen Mineralsäure bedeutet, durch
a) Demethylierung von Tropin zu Nortropin,
b) Umsetzung von Nortropin mit Dihalogeniden zu den entsprechenden Azoniaverbindungen, und
c) Veresterung der Anzoniaverbindungen,
dadurch gekennzeichnet, daß man
dadurch gekennzeichnet, daß man
A) die Demethylierung von Tropin der Formel II:
(N)
durchführt, indem man entweder mit einem C<|-C3-Chloralkan, das mindestens eine CCI3-Gruppe aufweist/in Gegenwart eines Oxidationsmittels in basischer wäßriger Lösung arbeitet, oder das Tropin mit einem Chlorameisensäureester in einem inerten Lösungsmittel in Gegenwart eines säurebindenden Mittels zu 8-Alkoxy-carbonylnortropin umsetzt und dieses in wäßriger Lösung mit einer Base hydrolysiert,
B) das so erhaltene Nortropin der Formel III:
H.
(IH)
OH
in einem dipolar aprotischen Lösungsmittel mit einer Verbindung der allgemeinen Formel: A-R-A t
worin A und R die oben angegebenen Bedeutungen besitzen,
in Gegenwart eines sekundären oder tertiären Amins bei Raumtemperatur ein bis mehrere Tage zur Reaktion bringt, und
C) die so erhaltene Verbindung der allgemeinen Formel IV:
C) die so erhaltene Verbindung der allgemeinen Formel IV:
(IV)
worin R und ΑΘ die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, in einem wasserfreien, dipolar aprotischen Lösungsmittel mit einem Imidazolid der allgemeinen Formel V:
OH
(V)
worin R1 und R2 die oben angegebenen Bedeutungen besitzeh, in Gegenwart eines Katalysators verestert, .
D) und für den Fall, daß der Rest R eine oder mehrere olefinische Doppelbindungen im Azoniumring nach Durchlaufen der Stufen B) und/oder C) enthält, diese ungesättigten Verbindungen in einem polaren Lösungsmittel mit Hilfe eines Edelmetallkatalysators zu den entsprechenden gesättigten Verbindungen hydriert werden, wobei man eine Verbindung der allgemeinen Formel I erhält, in der R die Bedeutung eines Restes wie a) hat.
2. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe A, erste Variante, die Demethylierung mit Kaliumhexacyanoferrat-Ill, Chloroform und NaOH durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch T oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe A, erste Variante, die 1-bis 5fache molare Menge an Chloralkan, bezogen auf Tropin, verwendet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionstemperatur in Stufe A, erste Variante, 20-30°C beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe A die zweite Variante in Chloroform und in Gegenwart eines Alkalimetallhydrogencarbonates durchführt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe B das Verhältnis von Nortropin:Amin:Dihalogenid 1:2:4 beträgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator in Stufe C4-N,N-Dimethylaminopyridin ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe B Diäthylamin verwendet.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe C als dipolar aprotisches Lösungsmittel Acetonitril verwendet.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe B als dipolar aprotisches Lösungsmittel Dimethylformamid oder Acetonitril und/oder Chloroform verwendet.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Stufe D die Hydrierung in Wasser oder einem Alkohol mit 1 bis 4C-Atomen und mit Platindioxyd oder Paladium auf Aktivkohle durchführt.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als polares Lösungsmittel Methanol einsetzt.
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