DE2361601A1

DE2361601A1 - Hydroxyalkylammoniumsalze der n-methylasparaginsaeure, verfahren zur herstellung derselben und diese enthaltende pharmazeutische mittel

Info

Publication number: DE2361601A1
Application number: DE2361601A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: PHARMACO BIOLOG SOC
Current assignee: PHARMACO BIOLOG SOC
Priority date: 1973-12-11
Filing date: 1973-12-11
Publication date: 1975-06-12

Description

23-(P-7)

DR. ING. BRIGITTE NÖTHE PATENTANWÄLTIN

Ebersberg , den 11.12.1973

Abt-Williram-Straße 25 Telefon 2810 (Vorwahl 08092)

SOCIETE PHARMACO-BIOLOGIQUE taris (Frankreich)

Hydroxyalkylammoniumsalze der N-Methylasparaginsäure, Verfahren zur Herstellung derselben und diese enthaltende pharmazeutische Mittel

•Gegenstand der Erfindung sind Aminoalkoholsalze bzw. Hydroxyalkylammoniumsalze der N-Methylasparaginsäure der allgemeinen Formel:

oder

C00~

?^H2

CH-NH-CH-i : COO

COOH !

CH₀ I 2 CH-NH-CH

C00~

^rR

(D

(I¹)

in der R, ein Ammoniumrest der allgemeinen Formel:

CH₂OH

(II)

ist, wobei R, ein -(CH₂) -Rest ist, bei dem η zwischen

F 009/CAS 2, - R.F.A.

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O und 5 sein kann und R/ und Rj-,die gleich oder verschieden sein können, ein Wasserstoffatom oder einen Alkyl-, Aryl- oder Alkanolrest bedeuten, während Rp entweder ein Wasserstoffatom oder ein der oben genannten Formel II entsprechender Rest ist, der strukturmäßig mit R₁ identisch oder von R₁ verschieden ist.

Die Erfindung umfaßt weiter die Herstellung der neuen Hydroxyalkylaramoniumsalze der N-Methylasparaginsäure durch Umsetzung von N-Methylasparaginsäure mit einem angemessenen Aminoalkohol.

Gegenstand der Erfindung sind schließlich pharmazeutische Mittel, die gekennzeichnet sind durch einen Gehalt an Hydroxyalkylammoniumsalzen der N-Methylasparaginsäure als wirksamer Bestandteile.

Weitere Besonderheiten der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines Herstellungsbeispiels für die erfindungsgemäßen Aminoalkoholsalze bzw. Hydroxyalkylammoniumsalze der N-Methylasparaginsäure sowie pharmakologischer Untersuchungen zur Aufzeigung der Nützlichkeit der erfindungsgemäßen Verbindungen hervorgehen.

Beispiel

Herstellung von Mono-[2-hydroxyäthyl-dimethyl-ammonium]-N-methylaspartat (einbasisches Salz)

89,1 g frisch rektifizierter 2-(N,N-Dimethylamino)-äthanol werden in 500 ml Methanol gelöst und unter Rühren mit 147,1 x lOO/T g N-Methylasparaginsäure versetzt (wobei T der prozentuale Gehalt an wasserfreier N-Methylasparagin-

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säure der zugesetzten Säure ist).

Man rührt weiter bis zur vollständigen Auflösung (die in Methanol unlösliche freie N-Methylasparaginsäure löst sich während der Umsetzung zum Mono-[2-hydroxyäthyldimethyl-ammonium]-N-methylaspartat auf).

Nach 120 Minuten wird das Lösungsmittel- unter ver-' mindertem Druck abdestilliert und das erhaltene Produkt mit Äther gewaschen und im Vakuum getrocknet.

Das so erhaltene Mono-[2-hydroxyäthyl-dimethyl-ammonium] N-methylaspartat ist eine sehr viskose, ölige Flüssigkeit, die in Wasser und Methanol löslich, jedoch in Äther und Aceton unlöslich ist und der folgenden Formel entspricht:

COOH

CH₂ CH₃

CH-NH-CH_x ⁺N-CH_Q-CH_o0H

COO" CH₃

Das erhaltene einbasische Aspartat hat folgende Kennzeichen;

Der Stickstoffgehalt des wasserfreien Produktes liegt bei 11,93 % (der für CgH₂₀N₂O₅ berechnete Stickstoffgehalt liegt bei 11,85 90.-Sein Siedepunkt liegt bei etwa 150⁰C (ohne sichtbare Zersetzung). Der pH-Wert einer 5 %igen wässrigen Lösung (Gewicht/Volumen) liegt bei 6,28. Bei der potentiometrischen Titration in wasserfreiem Milieu (mit Perchlorsäure in Essigsäuremilieu) findet man 2 AmInfunktionen pro Mol.

Das Mono-I2-hydroxyäthyl-dimethy1-ammoniumJ -N-methylaspartat gibt verschiedene Farbrektionen:

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So erhält man bei Zugabe von einigen Tropfen einer 1 %±gen wässrigen Ninhydrinlösung zu 1 ml einer wässrigen Lösung von Mono-[2-hydroxyäthyl-dimethyl-ammoniumJ _nmethylaspartat nach längerem Sieden eine intensive violette Färbung und

die Zugabe von einigen Tropfen einer Kaliumjodobismutatlösung (Dragendorff-Reagenz) zu 1 ml einer wässrigen Lösung von Mono-^-hydroxyäthyl-dimethyl-ammoniumj -N-methylaspartat liefert einen Niederschlag von orange-roter Färbung.

Unter gewissen chromatographischen Bedingungen kann das Mono - 12-hydroxyäthyl-dimethyl-ammonium] -N-methylaspartat in N-Methy!asparaginsäure und 2-(N,N-Dimethylamino)-äthanol dissoziiert werden. Wenn man beispielsweise bei einer Papierchromatographie auf Whatman Nr.1 Papier h /al einer 5 %igen (Gew./Vol.) wässrigen Lösung von Mono-[_2-hydroxyäthyl-dimethyl-ammonium]-N-methylaspartat aufbringt und eine aufsteigende Chromatographie mit einer Lösungsmittelphase aus tert.Butanol/Ameisensäure/Wasser 50 : 15 : 10 (Volumenteile) vornimmt mit nachfolgender Entwicklung mit einer 0,05 %igen alkoholischen Lösung von Bromphenolblau, so erscheint die N-Methylasparaginsäure gelb auf blaugrünem Grund mit einem R--Wert von 0,60 und und der 2-(N,N-Dimethylamino)-äthanol dunkelblau mit einem R--Wert von 0,82.

Zur Herstellung des Mono-[2-hydroxyäthyl-dimethylammoniumj-N-methylaspartats kann man auch ein anderes Lösungsmittel als Methanol verwenden, der nur als Beispiel genannt wurde.

Im übrigen erhält man durch Ersatz des 2-(N,N-Dimethylamino)-äthanols durch einen anderen Aminoalkohol e der Formel II oder durch Veränderung der relativen Ver-

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hältnisse von N-Methylasparaginsäure und Aminoalkohol in analoger Weise die entsprechenden ein- oder zweibasischen Salze der oben angegebenen allgemeinen Formel I oder I¹.

Die für die Herstellung dieser verschiedenen Salze verwendete N-Methylasparaginsäure kann in Form der DL-N-Methylasparaginsäure oder in Form der optischen (D-bzw. L-) Isomeren vorliegen.

Untersuchungen der Anmelderin haben ergeben, daß die neuen Hydroxyalkylammoniumsalze der N-Methylasparaginsäure gemäß der Erfindung bemerkenswerte stimulierende Wirkungen auf das Zentralnervensystem besitzen und insbesondere eine sehr empfindliche Gegenwirkung gegenüber Erschöpfungen.

Die bemerkenswerten therapeutischen Eigenschaften der neuen Aminoalkoholsalze der N-Methylasparaginsäure gemäß der Erfindung wurden, anhand von pharmakologischen Untersuchungen nachgewiesen, über die im nachfolgenden berichtet wird. Dabei wurde als typischer Vertreter der neuen Verbindungen insbesondere das N-Methylaspartat von 2-(N,N-Dimethylamino)-äthanol untersucht.

I.Toxizität

1) Akute Toxizität

Für diese Untersuchungen wurde das N-Methylaspartat von 2-(N,N-Dimethylamino)-äthanol gemäß der Erfindung in Form einer wässrigen Lösung zu 300 g/l des einbasischen Salzes verwendet und so in Mengen von 0,25 ml/100 g Körpergewicht der Tiere in einer Zeitspanne von 10 Sekunden verabreicht:
- Bei intravenöser Verabreichung bei der Ratte wurde ein

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DL-50 Wert von 27θί 9 mg/kg gefunden;

- bei oraler Verabreichung (Magensonde) bei der Maus wurde ein DL-50 Wert von Α,5Ϊ 0,2 g/kg Körpergewicht der Tiere errechnet.

2) Subakute Toxizität

Die orale Verabreichung von N-Methylaspartat von 2-(N,N-Dimethylamino)-äthanol gemäß der Erfindung an ICO Mäuse und 100 Ratten über einen Zeitraum von 4 Wochen in einer täglichen Dosis von 2,25 g pro kg Körpergewicht der Tiere ergab weder bei der Ratte noch bei der Maus sichtbare Anzeichen einer Toxizität; insbesondere wurde keinerlei Störung der Wachstumskurve der behandelten Tiere sowie keinerlei Störung im Verhalten, bei der Histologie der hauptsächlichen Organe oder im Verlaufe von hämatologischen Prüfungen festgestellt.

3) Chronische Toxizität

Die chronische Toxizität von N-Methylaspartat von 2-(N,N-Dimethylamino)-äthanol gemäß der Erfindung wurde bei 60 Ratten bei oraler Verabreichung über 3 Monate in einer täglichen Dosis von 2,25 g pro kg Körpergewicht untersucht; nach Ablauf dieser 3 Monate wurde keinerlei Mortalität bei den behandelten Ratten festgestellt und es wurde kein bedeutsamer Unterschied zwischen den 60 behandelten Ratten und Vergleichstieren hinsichtlich der Gewichtszunahme und bei hämatologischen Untersuchungen und der Histologie der hauptsächlichen Organe gefunden.

II. Wirkung auf die allgemeine Resistenz und die Herzfunktion von wiederholten Anoxyhämien unterworfenen Ratten

Curarisierte und tracheotomierte Ratten wurden mit einer Pumpe für künstliche Beatmung über eine Trachealkanüle

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verbunden, womit wiederkehrende Perioden asphyktischer Anpxyhämie von genau bekannter Dauer hervorgerufen werden konnten. Durch elektrocardiographische Registrierung konnte darüberhinaus beständig der Zustand des Kreislaufs der Tiere aufgenommen werden. Die Dauer jeder Anoxyhämieperiode wurde auf 90 Sekunden festgelegt bei einem Intervall der Wiederaufnahme der Atmung von 210 Sekunden zwischen 2 aufeinanderfolgenden Anoxyhämieperioden.

Diese Versuchsserie wurde parallel bei einer Gruppe von Vergleichstieren (Ratten) und bei einer Gruppe von mit N-Methylaspartat von 2-(N,N-Dimethylamino)-äthanol in Mengen von 1 g/kg (p.o.) während der 10 der Anoxyhämieprüfung vorangehenden Tage behandelten Ratten durchgeführt.

Auf diese Weise wurde ein sehr bedeutsamer Unterschied im Prozentsatz der Tiere festgestellt, die sich bei den wiederholten Anoxyhämien.als widerstandsfähig erwiesen. Bei der Vergleichsgruppe wurde nämlich eine Mortalität vor. der vierten Anoxyhämie an beobachtet, wobei nur 58 % der Tiere bis zur sechsten Anoxyhämie überlebten und.nur 42 % bis zur zehnten Anoxyhämie. Bei den behandelten Tieren überlebten dagegen 100 % der Tiere bis zur"achten Anoxyhämie einschließlich und 67 % nach der zehnten Anoxyhämie. Dieses Ergebnis zeigt, daß die mit dem N-Methylaspartat von 2-(N,N-Dimethylamino)-äthanol behandelten Tiere der Folge von Anoxyhämien sehr viel wirksamer widerstehen als die Vergleichstiere» · .

Die elektrocardiographischen Registrierungen zeigen, daß die behandelten Tiere gegenüber den Vergleichstieren eine stark erhöhte Cardialresistenzdauer (Anoxyhämiedauer, die zu einer Verminderung des Herzrhythmus' um einen Herzschlag pro Sekunde führt) aufweisen. Diese Dauer beträgt

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beispielsweise bei der ersten Anoxyhämie 4l,0 Sekunden bei den behandelten Ratten statt 25,4 Sekunden bei den Vergleichstieren (Anzeige ρ = 0,001).

Die erforderliche Zeitdauer für die Wiederherstellung des Herzrhythmus (Erholungszeit) ist dagegen bei den behandelten Tieren bedeutend vermindert und beträgt beispielsweise nach der fünften Anoxyhämie 58,3 Sekunden bei den Vergleichstieren, jedoch nur 32,7 Sekunden bei den behandelten Tieren.

Daraus folgt eine sehr bedeutsame Verminderung der Gesamtdauer, innerhalb derer die Herzfunktion im Verlaufe der verschiedenen wiederkehrenden Anoxyhämien gestört ist; diese Dauer macht bei den behandelten Tieren 25 bis 40 % von der bei den Vergleichstieren beobachteten aus.

III. Wirkung auf das Zentralnervensystem

Diese Untersuchung wurde an Ratten im Wachzustand mit Hilfe von implantierten ELektroden durchgeführt. Auf diese Weise wurde festgestellt, daß das oral unter den gleichen Bedingungen wie bei der Prüfung der Wirksamkeit bei wiederholten Anoxyhämien verabreichte N-Methylaspartat von .2-(N,N-Dimethylamino)-äthanol im Bereich der verschiedenen Nervenstrukturen besonders interessante Wirkungen zeigt.

Es führt nämlich im Cortical- und Hippocampusbereich zum Auftreten eines Kurvenverlaufs, der eine unbestreitbare allgemeine Entspannung bzw. Relaxation beweist (im Bereich der Großhirnrinde: Kurvenzüge großer regulärer langsamer Wellen, bei denen die Geräuschstimulierung jedoch eine gute Weck- bzw. Wachsamkeitsreaktionen hervor-

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ruft; im.Bereich des Hippocampus: Sehr regulärer sehr weiter Kurvenzug, der einen Zustand diffuser Wachsamkeit anzeigt mit ausgezeichnetem Ansprechen auf Weckreize). Die Wirkung im Bereich der retikulären Mittelhirnstrukturen ist sehr wenig ausgeprägt, wobei der Kurvenzug durch die Behandlung wenig verändert ist, regulär bleibt und auf einen Weckreiz normal reagiert.

Eine Deutung dieser elektrophysiologischen Modifikationen ergibt sich teilweise anhand der pharmakologischen Analyse, die zeigt, daß das erfindungsgemäße Produkt nicht in die Wirkung von Amphetamin eingreift, was das F_ehlen einer elektiven Wirkung auf das retikuläre Mittelhirn bestätigt und daß es die relaxierenden Wirkungen von Chlorpromazin (hauptsächlich im Corticalbereich) verstärkt bzw. potenziert.

Diese Verstärkung der Wirkungen von Chlorpromazin wurde anhand folgender Versuchsführung sichergestellt: Normalen Ratten wurden intraperitoneal 5 mg Chlorpromazin pro kg Körpergewicht injiziert. 15 Minuten später wird das Auftreten eines Cortical- und Hippocampusschlafs sowie eine leichte Verminderung der retikulären Aktivität festgestellt. Man verabreicht dann 1 g N-Methylaspartat von 2-(N,N-Dimethylamino)~äthanol pro kg Körpergewicht (per os) und stellt dabei eine fortschreitende deutliche Zunahme langsamer Corticalwellen des Schlafs fest,während die ■ Hippocampuskurve eine Amplitudenverminderung zeigt und gleichmäßig wird.

Die elektroencephalographische Analyse zeigt schließlich, daß das erfindungsgemäße Produkt eine sehr bedeutende Schutzwirkung gegenüber durch Cardiazol hervorgerufene paroxysmale Cerebralbeschwerden besitzt. Es zeigt dagegen keinerlei Veränderung der Wirkungen von Atropin auf die Nervenstrukturen.

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Anhand der so erhaltenen Ergebnisse kann man das N-Methylaspartat von 2-(N,N-Dimethylamino)-äthanol als eine Substanz betrachten, deren allgemeine Wirkung darin besteht, die oberen Nervenstrukturen gegen gewisse Erschöpfungserscheinungen zu schützen, die durch eine physiologische oder pathologische Hyperfunktion hervorgerufen werden. In dieser Hinsicht kann es somit als Körper betrachtet werden, der indirekt auf die Nerven- und Muskelphänomene der Erschöpfung Einfluß nimmt.

Diese der Müdigkeit und Erschöpfung entgegenwirkende Aktivität konnte ebenfalls bei der Untersuchung des Einflußes von N-Methylaspartat von 2-(N,N-Dimethylamino)-äthanol auf die Erschöpfung von Schwimmproben unterworfenen Mäusen aufgezeigt werden. Bei dieser Untersuchung wurde nämlich gefunden, daß die Verabreichung des erfindungsgemäßen Produktes sowohl zu einer bedeutenden Zunahme der mittleren Schwimmzeit als auch zu einer Beschleunigung der Wiederherstellung der Kräfte der Tiere führte, die einer forcierten Schwimmprüfung unterworfen wurden.

Aus den mitgeteilten pharmakologischen Ergebnissen folgt, daß die neuen Hydroxyalkylammoniumsalze der N-Methylasparaginsäure,zu denen das N-Methylaspargat von 2-(N,N-Dimethylamino)-äthanol gehört, als Bestandteile von Arzneimitteln der Humanmedizin betrachtet werden können, die für die vorbeugende und schützende Therapie von physischen und intellektuellen Erschöpfungszuständen sowie von nervösen Erschöpfungszuständen geeignet sind, wie insbesondere bei Überbeanspruchung in Schule und Beruf, bei der Rekonvaleszenz bei Infektionskrankheiten, bei Asthenien diversen Ursprungs und insbesondere von postgrippalem Ursprung.

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Die erfindungsgemäßen Produkte sind ebenfalls als
Mittel brauchbar, die eine Präparation für sportliche
oder geistige Beanspruchungen fördern und sie sind ebenfalls als Arzneimittel angezeigt für die Wiederherstellung und Wiedereinstellung des Gleichgewichts bei gewissen
nervösen Erschöpfungszuständen und- gewissen psychiatrischen

Leiden wie beispielsweise im Verlaufe von Depressionserscheinungen und psychasthenischen Zuständen.

Die pharmakologische Wirksamkeit dieser neuen Verbindungen äußert sich in der gleichzeitigen Verbesserung der cerebralen und Herzfunktionen und ihre Anwendung ist insbesondere in der Geriatrie angezeigt.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen können in unterschiedlichen geeigneten Verabreichungsformen und insbesondere auf oralem Wege, parenteralem Wege, rektalem Wege usw. verabreicht werden.■ Insbesondere können sie als Trinkfläschchen oder-Ampullen mit einer Dosis von 0,75 g Wirkstoff pro ausreichende Menge eines wässrigen Exzipienten zur Erzielung eines Volumens von 10 ml vorliegen.

Aus dem Vorstehenden folgt, daß die erfindungsgemäßen Verbindungen unabhängig von der speziell gewählten Ausführung oder Verabreichungsform gegenüber bislang bekannten stimulierenden Mitteln für das Zentralnervensystem zahlreiche Vorteile besitzen und insbesondere denjenigen einer starken Stimulierungswirkung auf das Nervensystem, einer sehr raschen Wirkung, eines vollständigen Fehlens
von Toxizität bei oraler Verabreichung und einer bemerkenswerten Verträglichkeit.

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Claims

Patentansprüche

1. Hydroxyalkylammoniumsalze der N-Methylasparaginsäure der allgemeinen Formel:

COO

₊ (I) CH-NH-CH₃ R₂

COO"

oder

COOH

CH-NH-CH ι
COO

in der FL eine Gruppe der allgemeinen Formel:

(II)

-CH₂OH

ist, wobei R, ein -(CH₂) -Rest ist, bei dem η zwischen 0 und 5 liegt und Ri und R₁-,die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoffatome oder Alkyl-, Aryl- oder Alkanolreste sind, während R₂ entweder ein Wasserstoffatom oder eine der allgemeinen Formel II entsprechende Gruppe ist, die strukturmäßig mit R-. identisch oder von diesem verschieden ist.

2. Mono-[2-hydroxyäthyl-dimethyl-ammonium] -N-methylaspartat als Verbindung nach Anspruch 1.

3. Verfahren zur Herstellung der Hydroxyalkylammonium salze der N-Methylasparaginsäure nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die N-Methylasparaginsäure mit einem entsprechenden Aminoalkohol in entsprechender Menge umsetzt.

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4. Pharmazeutische Mittel, gekennzeichnet durch einen Gehalt an zumindest einer Verbindung nach Anspruch 1, insbesondere durch einen Gehalt an der Verbindung nach Anspruch 2.

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