DE2013032B2 - 3-Amino-cardenoIide, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung bei der Bekämpfung von Herz- und Kreislauf-Krankheiten - Google Patents

Description

in der Ri Wasserstoff oder /i-Hydroxy, R₂ und Ri Wasserstoff oder Hydroxy oder R2 und Rj zusammen eine weitere C —C-Bindung oder eine λ- oder /J-Oxidogruppe, R₄, R5, R₆ und R7 Wasserstoff oder eine gegebenenfalls veresterte Hydroxygruppe — wobei die OH-Gruppe für R_b auch veräthert sein kann —, R₈ Wasserstoff oder Hydroxy und Rq Wasserstoff oder einen Acyl- oder Benzoylrest bedeuten, und, falls R9 Wasserstoff bedeutet, deren Sal/.e mit anorganischen oder organischen Säuren, dadurch gekennzeichnet, daß man entsprechende 3-Oxo-cardenolide der obigen Formel, in der anstelle der 3-Amino-Gruppe eine 3-Oxo-Funktion steht und in der die Substituenten Ri bis Rs die oben angeführte Bedeutung haben, wobei aber zusätzlich noch eine 4(5)-Doppelbindung vorhanden sein kann, mit Hydroxylamin oder seinen Salzen umsetzt und die erhaltenen Cardenolid-3-oxim-derivate anschließend mit Wasserstoff in Gegenwart von Metallkatalysatoren in inerten Lösungsmitteln katalytisch hydriert und die erhaltenen 3-Ainino-cardenolide gegebenenfalls anschließend acyliert oder mit anorganischen oder organischen Säuren in ihre Säureadditionssalze überführt.

4. Verwendung einer Verbindung der Formel I gemäß Anspruch 1 bei der Bekämpfung von Herz- und Kreislauf-Krankheiten.

Cardenoiid-Aglukone, die in direkter Verknüpfung an ein C-Atom des Steroidgerüstes eine Aminogruppe tragen, sind bisher weder in der Natur aufgefunden noch durch Synthese hergestellt worden.

Gegenstand der Anmeldung sind 3-Aminocardenolide der allgemeinen Formel

/On

in der Ri Wasserstoff, R₂ Wasserstoff oder Hydroxy, Rj Wasserstoff oder R2 und R3 zusammen eine weitere C — C-Bindung und Ra Wasserstoff oder den Acetylrest bedeuten, sowie deren Salze mit anorganischen oder organischen Säuren, falls R4 Wasserstoffbedeutet.

2.3-Amino-3-desoxy-digitoxigenin.

3. Verfahren zur Herstellung von 3-Amino-cardenoliden der allgemeinen Formel

R,, CH, O

'Ow/

H,C R, ' ^T

R«
R₇

R₄HN R₁

in der Ri Wasserstoff, R2 Wasserstoff oder Hydroxy, Ri Wasserstoff oder R2 und Rj zusammen eine weitere C —C-Bindung und R₄ Wasserstoff oder den Acetylrest bedeuten, sowie deren Salze mit anorganischen oder organischen Säuren, falls R₄ Wasserstoff bedeutet, sowie deren Verwendung bei der Bekämpfung von Herz- und Kreislauf- Krankheiten.

2'j Gegenstand der Anmeldung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von 3-Amino-cardenoliden der allgemeinen Formel

R,, CH, O

H₂C R₅

R₁₁HN

-K

R₁

in der Ri Wasserstoff oder /?-Hydroxy, R₂ und R₁ Wasserstoff oder Hydroxy oder R₂ und Rj zusammen eine weitere C —C-Bindung oder eine λ- oder j3-Oxidogruppe, R₄, R5, R₆ und R7 Wasserstoff oder eine gegebenenfalls veresterte Hydroxygruppe - wobei die OH-Gruppe für Re auch veräthert sein kann —, Rg Wasserstoff oder Hydroxy und R₉ Wasserstoff oder einen Acyl- oder Benzoylrest bedeuten, und, falls R₉ Wasserstoff bedeutet, deren Salze mit anorganischen oder organischen Säuren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man entsprechende 3-Oxo-cardenolide der obigen Formel, in der anstelle der 3-Amino-Gruppe eine 3-Oxo-Funktion steht und in der die Substituenten Ri bis Re die oben angeführte Bedeutung haben, wobei aber zusätzlich noch eine 4(5)-Doppelbindung vorhanden sein kann, mit Hydroxylamin oder seinen Salzen umsetzt und die erhaltenen Cardenolid-3-oxim-derivate anschließend mit Wasserstoff in Gegenwart von Metallkatalysatoren in inerten Lösungsmitteln katalytisch hydriert und die erhaltenen 3-Aminocardenolide gegebenenfalls anschließend acyliert oder mit organischen oder anorganischen Säuren in ihre Säureadditionssalze überführt.

Die Tatsache, daß die Oximgruppe in 3-Position bevorzugt vor der 20(22)-Doppelbindung des 17/?-Butenolidringes hydriert wird, also eine partielle Hydrierung möglich ist, ist sehr überraschend und war nicht vorauszusehen. Darüber hinaus wird in der Regel auch eine isolierte Doppelbindung oder eine Oxidogruppe in

14,15-Stellung gleichfalls nicht mithydriert bzw. aufhydriert. Hydroxylgruppen in freier, veresterter oder vcrätherter Form in 1-, 5-, H-, 12-, 14-, 15-, 16- und 19-Stellung werden während des ReaktionsVerlaufs gleichfalls nicht verändert. Dagegen wird eine 4,5-Doppelbindung, wie beispielsweise beim Canarigenon-3-oxim, während der katalytischer! Hydrierung der 3-Oximgruppe ebenfalls mithydriert, wobei dann die entsprechenden, in 4,5-Stellung gesättigten 3-Aminocardenolide resultieren.

Als Ausgangssubstanzen kommen beispielsweise folgende 3-Oxo-cardenolidc, die in der Regel durch Oxydation der entsprechenden 3a- oder 3j3-Hydroxycardenolide nach an sich bekannten Methoden erhältlich sind, in Frage:

Digitoxigenon, Uzarigenon, Canarigenon,

3-Dehydro-pe.riplogenin, 3-Dehydro-gitoxigenin,

3-Dehydro-sarmentogenin,

3-Dehydro-oleandrigenin,

3-Dehydro-digoxigenin,

3-Dehydro-k-strophanthidol,

3-Dehydro-mallogenin,

3-Dehydro-coroglaucigenin,

3-Dehydro-aco-venosigenin A,

3-Dehydro-adonitoxigenin, 3-Oxo-5/?,

14<%-card-20(22)-enolid, 3-Οχο-5λ,

14a-card-20(22)-enolid,

3-Oxo-carda-4,20(22)-dienoIid,

3-Oxo-14,15<x-oxido-5/?-oder
-5«-card-20(22)-enolid,

3-OxO-H₁ISJJ-OXIdO-Si?- oder
-5<x-card-20(22)-enolid,

3-Oxo-14,15«-oder
-14,15/3-oxido-carda-4,20(22)-dienolid,

3-Oxo-carda-4,14,20(22)-trienolid,

3-0x0-5/3- oder -5«-carda-14,20(22)-dienolid.
Zur Überführung der 3-Oxo-cardenoIide in ihre 3-0xime verwendet man Hydroxylamin als solches oder in Form seiner Salze, wobei diesen Salzen beispielsweise Chlorwasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Essigsäure oder Oxalsäure zugrunde liegen können.

Zur katalytischen Hydrierung der 3-Oximgruppe zur 3-Aminogruppe kommen als Katalysatoren beispielsweise in Frage: Palladium-, Platin-, Rhodium-, Zink-, Nickel- oder Iridium-Katalysatoren oder Gemische dieser Katalysatoren, vorzugsweise werden Palladium-Katalysatoren, wie beispielsweise Palladiumkohle, Palladium auf Barium- oder Strontium-carbonat, oder Nickel-Katalysatoren, wie beispielsweise Raney-Nickel, oder auch Misch-Katalysatoren aus Palladium und Raney-Nickel verwendet.

Zur Überführung der 3-Oxo-cardenolide in ihre 3-0xime arbeitet man nach allgemein üblichen Methoden. So löst oder suspendiert man beispielsweise das 3-Oxo-cardenolid in einem Alkohol, beispielsweise Methanol, setzt überschüssiges Hydroxylamin in Form seiner Salze, beispielsweise als Hydrochlorid, sowie Wasser und eine schwache Base, wie beispielsweise Natriumacetat, zur Neutralisierung der Säure hinzu und kocht das Reaktionsgemisch 1 bis 5 Stunden am Rückfluß. Nach üblicher Aufarbeitung werden die erhaltenen Cardenolid-3-oxinie in kristalliner Form isoliert.

Die katalytische Hydrierung wird nach üblichen Methoden durchgeführt. Als Lösungsmittel für die katalytische Hydrierung kommen beispielsweise Äthanol, Methanol, Propanol, Tetrahydrofuran, Dioxan, Methylenchlorid, Chloroform, Dichloräthan, Benzol, Toluol oder Gemische aus den genannten Lösungsmitteln mit oder ohne Zusatz von Wasser in Frage. Man arbeitet bei Normaldruck bis etwa 50 atm Überdruck bei Temperaturen zwischen —20 bis 70⁰C, vorzugsweise bei 0 bis 30°C, in den für die katalytische Hydrierung üblichen Apparaturen. Dabei ist es von Bedeutung, daß die katalytische Hydrierung nach Aufnahme von 2 Moläqu. Wasserstoffgas, wenn in 4(5)-Stellung keine

ίο Doppelbindung vorhanden ist, oder nach Aufnahme von 3 Moläqu. Wasserstoffgas, wenn in 4(5)-Stellung eine Doppelbindung vorhanden ist, abgebrochen wird, falls die Hydrierung nicht von sich aus nach Aufnahme dieser Wasserstoffmengen zum Stillstand gekommen ist.

Durch Verfolgung der UV-Absorption im Bereich zwischen 207 und 220 ιημ (= 17/?-Butenolidring) kann der Verlauf der Hydrierung kontrolliert werden.

Anschließend filtriert man vom Katalysator ab, engt das Filtrat ein und reinigt die so erhaltenen Rohproduk-

Ki te in vorteilhafter Weise dadurch, daß man diese durch Umsetzung mit anorganischen oder organischen Säuren, wie beispielsweise Salzsäure, Brom- oder Jodwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Oxalsäure, Essigsäure, Ameisensäure, Propionsäure, Phthalsäure, Pikrinsäure, Ascorbinsäure, in inerten Lösungsmitteln, wie beispielsweise Äther, Tetrahydrofuran, Dioxan, Äthanol, Methanol, in ihre 3-Amino-cardenolid-Salze überführt, diese dann entweder durch Umkristallisieren aus inerten Lösungsmitteln oder durch andere allgemein bekannte

;« Reinigungsoperationen reinigt und die so erhaltenen gereinigten 3-Amino-3-desoxy-cardenolid-Salze durch Einwirkung von schwachen anorganischen Basen, wie beispielsweise Natriumhydrogen- oder Natriumcarbonat, wieder in die freien 3-Amino-carderiolide überführt,

s> die dann — falls erforderlich — umkristallisiert werden. Man kann aber auch die freien 3-Amino-cardenolide in üblicher Weise z. B. mit Acyl- oder Benzoylhalogeniden oder Acyl- oder Benzoylanhydriden in Gegenwart von tertiären Basen, wie beispielsweise Pyridin, und

■ίο gegebenenfalls unter Zusatz von inerten Lösungsmitteln in ihre 3-Acyl- bzw. 3-Benzoyl-amirro-cardenolide überführen und diese nach Reinigung mit basischen Mitteln wieder in ihre freien 3-Amino-derivate zurückverwandeln. Falls für die pharmakologischen Bedürfnisse erwünscht, kann die Verseifung der 3-Amino-cardenolid-Salze oder ihrer 3-Acyl-oder 3-Benzoyl-N-derivate unterbleiben und die Verfahrensprodukte in diesen Formen therapeutisch verwendet werden.
Die Verfahrensprodukte besitzen in Form ihrer freien

>o Aminbasen oder in Form ihrer Salze oder in Form ihrer N-Acyl- bzw. Benzoyl-derivate wertvolle pharmakologische Eigenschaften.

Versuchsbericht

Test:

Kalium-Ausscheidung am isolierten
Herzen nach Langendorff
Versuchstier: Meerschweinchen, 2 Tiere pro Dosis
Verbindung: 3-Amino-3-desoxy-digitoxigenin
Vergleich: Digitoxigenin

_w) Ergebnisse: Die erfindungsgemäße Verbindung zeigt mit 10y eine schwache kurzfristige K⁺-Ausscheidung, mit 25y eine mittlere kurzfristige K+ -Ausscheidung.
1Oy der erfindungsgemäßen Verbindung _h- bewirken eine K+ -Ausscheidung in der

gleichen Höhe wie 1Oy Digitoxigenin.
Aus dem Versuchsbericht geht hervor, daß die erfindungsgemäße Verbindung gemäß Beispiel 2 b)

etwa gleichstark herz-kreislauf-wirksam ist wie Digitoxigenin. Da die Verbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch aufgrund ihrer Struktur wasserlösliche Salze bilden und damit die intravenöse Verabreichung gestatten, haben sie einen wesentlichen Vorteil gegenüber den natürlichen Herzsteroiden.

Beispiel 1

a) Eine Lösung von 2 g Digitoxigenon in 200 m! Methanol wird mit 2,1 g Hydroxylaminhydrochlorid versetzt und nach Zusetzen von 5 g Natriumacetat in 21 ml Wasser 2 Stunden am Rückfluß gekocht. Anschließend engt man im Vakuum ein, gießt das Reaktionsgemisch auf Wasser, filtriert das ausgefallene Kristallisat ab, wäscht es und trocknet es (über P2O5). Man erhält 1,87 g Digitoxigenon-3-oxim vom Schmelzpunkt 230⁰C (zuweilen noch mit einem Umwandlungspunkt bei 131⁰C).

Charakt. 1R-Banden (KBr):
3450-3350 (breit),
1775,1730 (breit),
1620 cm-'.

b) Eine Lösung von 1 g Digitoxigenon-3-oxim in 20 ml Äthanol wird zu einer vorhydrierten Suspension eines Ra-Ni/Pd-Katalysators in 10 ml Äthanol (Darstellung des Mischkatalysators aus 5 g Raney-Nickel und 500 mg PdCI₂ nach Liebigs Annalen der Chemie, 721 [1969], Seite 183) gegeben und bei Normaldruck und 25° C hydriert. Nach Aufnahme von 102 ml Wasserstoff (theoretischer Verbrauch 115 ml) erfolgt keine Wasserstoffaufnahme mehr. Man filtriert vom Katalysator ab und destilliert das Lösungsmittel im Vakuum ab. Man erhält 845 mg kristallinen Rückstand, der zur Überführung in das Aminhydrochlorid in 4 ml absol. Tetrahydrofuran gelöst wird. Danach säuert man die Lösung mit ätherischer Chlorwasserstoffsäure bis zum pH-Wert ~2 an, wobei ein kristalliner Niederschlag ausfällt. Anschließend entfernt man die Lösungsmittel im Vakuum, nimmt den Rückstand in 70 ml Wasser auf, erhitzt kurz auf dem Dampfbad, filtriert von der noch geringen Menge ungelöst verbliebenen Substanz ab und versetzt das klare Filtrat mit wäßriger Sodalösung bis zum pH-Wert ~8 —10, wobei ein milchiger Niederschlag ausfällt.

Man extrahiert anschließend einmal mit Äther und zweimal mit säurefreiem Methylenchlorid. Nach dem Abziehen des Lösungsmittels aus den Methylenchloridextrakten hinterbleibt ein Rückstand, der aus Äther zur Kristallisation gebracht wird. Man erhält das 3-Amino-3-desoxy-digitoxigenin als freies Amin vom Schmelzpunkt 270-272° C.

Charakt. IR-Banden (KBr):
3450,3345 (sehr spitz),
3280,3220 (abgerundet),
1780,1735,1630,1590 cm-'.

Wird der nach Ansäuern mit ätherischer Chlorwasserstoffsäure und Einengen erhaltene Rückstand mehrmals mit absol. Äther digeriert, so erhält man ein Kristallisat, das das S-Amino-S-desoxy-digitoxigeninhydrochlorid darstellt.

Charakt. IR-Banden (KBr):

3480 - 3410 (breit, geht allmählich in den
C-H-Valenzbereich von 2940 - 2360 cm -' über),
1775,1730,1615 cm-'.
Beilsteinprobe stark positiv.

c) Eine Lösung von 2 g Canarigenon in 200 ml Methanol wird in der unter a) aufgegebenen Weise mit 2,1 g Hydroxylaminhydrochlorid umgesetzt und aufgearbeitet. Man erhält 1,93 g Canarigenon-3-oxim, das

j nach dem Umkristallisieren aus Chloroform/Äther einen Schmelzpunkt von 245 —247°C zeigt.

Charakt. IR-Banden (KBr):
3450 und 3370 (breit),
1775,1740 - 1725,1620 (sehr intensiv) cm -'.

d) Eine Lösung von 2 g Canarigenon-3-oxim in 20 ml Äthanol wird in der unter b) angegebenen Weise katalytisch hydriert. Nach Aufnahme von 147 ml Wasserstoff erfolgt keine Wasserstoffaufnahme mehr.

Nach analoger Weiterbehandlung und Reinigung über das Hydrochlorid — wie unter b) angegeben - erhält man nach dem Umkristallisieren aus Chloroform/Äther das gleiche 3-Amino-3-desoxy-digitoxigenin mit den gleichen Werten wie unter a) angegeben.

Beispiel 2

a) Eine Lösung von 2 g 3-Oxo-5j3, 14a-card-20(22)-enolid in 200 ml Methanol wird in der unter Beispiel 1 a) angegebenen Weise mit 2,1 g Hydroxylaminhydrochlorid umgesetzt und aufgearbeitet. Man erhält 2,04 g des 3-Oxims vom 3-Oxo-5j9,14a-card-20(22)-enolid.

Charakt. IR-Banden (KBr):
3380-3300 (breit),
1775,1740,1620 cm-'.

b) Eine Lösung von 1 g des Oxims von 3-0x0-5/?, 14oc-card-20(22)-enolid in 40 ml Äthanol wird in der unter Beispiel 1 b) angegebenen Weise katalytisch hydriert. Nach Aufnahme von annähernd 2 Moläqu.

Wasserstoff erfolgt keine weitere H₂-Aufnahme mehr. Nach analoger Weiterbehandlung und Reinigung über das Hydrochlorid, wie unter Beispiel 1 b) angegeben, erhält man nach dem Kristallisieren mit Äther das 3-Amino-5|3,14a-card-20(22)-enolid vom Schmelzpunkt 230-239°C(weiterSinterbereich!).

Charakt. IR-Banden (KBr):

3355,3295,1780,1750,1625,1590 cm-'.

Beispiel 3

a) Eine Lösung von 1 g Uzarigenon in 100 ml Methanol wird in der unter Beispiel 1 a) angegebenen Weise mit 1,05 g Hydroxylaminhydrochlorid und 2,5 ml Natriumacetat in 10,5 ml Wasser umgesetzt und aufgearbeitet. Man erhält 875 mg Uzarigenon-3-oxim vom Schmelzpunkt 241 — 246° C.

Charakt. IR-Banden (KBr):
3470-3350 (breit),
1780,1730-1735,1625 cm-'.

b) Eine Lösung von 500 mg Uzarigenon-3-oxim in 20 ml Äthanol wird in der unter Beispiel 1 b) angegebenen Weise, allerdings mit der halben Katalysatormenge, katalytisch hydriert. Nach Aufnahme von etwa 53 ml Wasserstoff kommt die Hydrierung zum Stillstand. Nach analoger Weiterbehandlung und Reinigung über das Hydrochlorid, wie unter Beispiel 1 b) angegeben, erhält man nach dem Umkristallisieren aus Chloroform/Äther das 3-Amino-3-desoxy-uzarigenin vom Schmelzpunkt 281 - 284° C (Sintern).

Charakt. IR-Banden (KBr):

3480,3340,3280,3225,1780,
1740.1630.1590 cm-'.

Beispiel 4

a) Eine Lösung von 2 g 3-Oxo-5j3-carda-14,20(22)-dienolid in 200 ml Methanol wird in der unter Beispiel 1 a) angegebenen Weise mit 2,1 g Hydroxylaminhydrochlorid umgesetzt und aufgearbeitet. Man erhält 1,84 g des Oxims von 3-Oxo-5/3-carda-14,20(22)-dienolid.

Charakt. IR-Banden (KBr):
3375-3300 (breit),
1775,1740-1735,1620 cm-'.

b) Eine Lösung von 1 g des Oxims von 3-Oxo-5/?-carda-14,20(22)-dienolid in 40 ml Äthanol wird in der unter Beispiel 1 b) angegebenen Weise katalytisch hydriert. Nach Aufnahme von annähernd 2 Moläqu. Wasserstoff kommt die Hydrierung zum Stillstand. Nach analoger Weiterbehandlung und Reinigung über das Hydrochlorid, wie unter Beispiel 1 b) angegeben, erhält man nach dem Anspritzen mit Äther das 3-Amino-5j3-carda-14,20(22)-dienolid vom Schmelzpunkt 174- 178⁰C (Sintern).

Charakt. IR-Banden(KBr):

3350,3290,1775,1745,1625,1590 cm-'.

Beispiel 5

Eine Lösung von 30 mg 3-Amino-3-didesoxy-digitoxi genin in 1 ml absolutem Pyridin wird mit 0,1 m Acetanhydrid versetzt und 18 Stunden bei 25° C stehengelassen. Danach gießt man das Reaktionsge

ίο misch auf 30 ml Wasser und 1 ml wäßrige 2 n-Ammo niaklösung, extrahiert mehrmals mit Essigester, wasch die Extrakte mit Wasser und destilliert den Essigester in Vakuum ab. Der hinterbliebene Schaum wird durcl Anspritzen mit Äther zur Kristallisation gebracht. Mai erhält das S-Acetylamino-S-didesoxy-digitoxigenin von Schmelzpunkt 162- 165° C.

Charakt. IR-Banden (KBr):

3440,3370,3075,1775,1735,
1655 - 1645 (flächenbreit),
1540,1530 cm-'.

Claims (1)

Patentansprüche:

1.3-Aminocardenolide der allgemeinen Formel

(D

R₄HN

N/

(I)

γ'Γ\

! ^R2 Ri

/ ν ι
R₁₁HN R₁