DE2463465C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft den Gegenstand der Ansprüche.

Aus Journal of Medical Chemistry, Bd. 15, Nr. 3 (1972), Seiten 260-266, der JP-OS 38 789/1971 und C. A. 62 (1965), 16 212e sind Carbostyrilderivate, die als β-adrenergische Blockierungsmittel wirken, bekannt. Sie weisen keine β-adrenergische Stimulierung auf.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen haben eine b-adrenergische Stimulierung und weisen eine ausgezeichnete Bronchialselektivität hinsichtlich der bronchodilatatorischen Aktivität (Bronchialwiderstand) und geringe Nebenwirkungen (Stimulierung des Herzschlags) sowie eine Halbwertszeit von mehr als 60 Minuten auf.

Geeignete Säuren, die mit den Verbindungen der allgemeinen Formel (I) Salze bilden, sind pharmakologisch annehmbare anorganische oder organische Säuren. Beispiele hierfür sind Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Bromwasserstoffsäure, Oxalsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Citronensäure und Ascorbinsäure.

Für die pharmakologischen Untersuchungen wurden die folgenden Verbindungen verwendet:

Tabelle I

Die akute Toxizität der Verbindungen wurde an fünf bis sechs Gruppen männlicher Ratten des dd-Stammes mit einem Körpergewicht von 18 bis 22 g (10 Ratten pro Gruppe) bestimmt. Vor dem Versuch mußten die Ratten 12 Stunden hungern. Als Vergleichsverbindungen wurden Salbutamol und Isoproterenol verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengefaßt.

Tabelle II

Toxizität

Die stimulierende Aktivität der erfindungsgemäßen Verbindungen auf β-adrenergische Rezeptoren wurde unter Verwendung von Meerschweinchen-Trachea folgendermaßen bestimmt:

Die Trachea wurden bei männlichen Meerschweinchen mit einem Gemisch von 450 bis 600 g des Hartley-Stamms freigelegt. Spiralproben der Trachea wurden, wie von Constantine (1965) beschrieben, hergestellt und in 30 ml Gewebebad, das Tyrod-Lösung enthält und bei einer Temperatur von 36°C gehalten wird, suspendiert. Man belüftet mit einem Gemisch aus 95% O₂ und 5% CO₂. Die Restspannung wird während der Versuche bei 2 g gehalten. Die Mortalität der trachealen Muskel wird durch isometrische Aufzeichnung unter Verwendung eines Kraftumwandlers gemessen.

10^-5 M Phentolamin wird zu der Badflüssigkeit 30 min vor der Kontraktion mit 10^-5 g/ml Acetylcholin zur Blockierung der β-adrenergischen Rezeptoren zugegeben und die Relaxation, die durch die in Tabelle III aufgeführten Testverbindungen erzielt wird, wird nach der Kontraktion mit Acetylcholin gemessen. Die Testverbindung wird zu der Badflüssigkeit unter Verwendung des kumulativen Arzneimittelverabreichungsverfahrens von Van Rossum (1963) gegeben. Die Meßwerte werden als Prozentgehalt des maximalen möglichen Ansprechens von jedem Gewebe ausgedrückt, das durch Zugabe einer Dosis von Isoproterenol erreicht wird, das eine maximale Relaxation der trachealen Muskel induziert.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle III aufgeführt.

Tabelle III

Bronchialwiderstand

Zur Prüfung der Nebenwirkungen der in Tabelle I angegebenen Testverbindungen wird die ED₃₀ bestimmt. Die ED₃₀ zeigt den Einfluß der Verbindungen auf die Atria an und wird unter Verwendung von Meerschweinchen-Atria folgendermaßen bestimmt.

Rechte Atria werden von männlichen Meerschweinchen des Hartley-Stamms, die 450 bis 600 g wiegen, freigesetzt und in 30 ml Gewebebad, das Lock-Lösung enthält und bei 36°C gehalten wird, suspensiert. Man belüftet mit einem Gemisch aus 95% O₂ und 5% CO₂. Die spontane Kontraktionsrate wird aus den isometrischen Aufzeichnungen unter Verwendung eines Kraftumwandlers bestimmt. Die Restspannung wird für jede Atria bei 0,5 g gehalten. Die Testverbindungen, die in Tabelle I aufgeführt sind, werden zu jeder Badflüssigkeit als einzelne Dosis für jedes Ansprechen zugegeben.

Die wirksamen Dosen (ED₃₀-Werte) der Testverbindungen, die eine Erhöhung von 30 Schläge/min in der kontraktilen Rate ergeben, werden bestimmt und mit denen von Isoproterenol verglichen.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle IV aufgeführt.

Tabelle IV

Nebenwirkungen

Aus den Werten der Tabellen III und IV läßt sich nun die Bronchialselektivität berechnen:

Tabelle V

Von Bedeutung für die pharmakologische Wirksamkeit ist auch die Zeit, während welcher die Wirksamkeit einer pharmakologisch wirksamen Verbindung nach der Verabreichung anhält. Diese wird durch die Halbwertszeit (t 1/2) angegeben. Diese Halbwertszeit ist der Zeitraum, während welchem die Aktivität noch bis zur Hälfte gegenüber der höchsten Aktivität beibehalten wird. Zur Bestimmung der Halbwertszeit wurde der Test gemäß Diamond L; Archsint. Pharmacodyn. Th´r. 168 (1967), 239-250, angewendet.

Bestimmung der Halbwertszeit

30 Katzen beiderlei Geschlechts mit einem Gewicht von 2,5 bis 4 kg wurden intraperitoneal anästhesiert. Die Trachea wurde intubiert und die Tiere wurden mit einem Atmungsgerät in einer Rate von 27 bis 30 Atemzügen pro Minute und mit einem Luftvolumen von etwa 13 ml/kg beatmet. Um vagale Reflexe zu eliminieren, wurde eine bilaterale Vagotomie bei allen Tieren durchgeführt. Die Aufzeichnungen wurden mit einem Tintenschreiber vorgenommen.

Atemwiderstand: Hierzu wurde die Methode angewendet, die von Diamond (1967) beschrieben wird (Diamond L; Arch. Int. Pharmacodyn., 1967, 168, Nr. 1, Seiten 239-250). Die Testverbindungen 1 bis 11 wurden in einer Dosis von 1 µg/kg und die Verbindung Nr. 12 (Salbutamol) in einer Dosis von 10 µg/kg durch eine Kanüle in die femurale Vene injiziert. Diese Dosen wurden so gewählt, daß man für jede Testverbindung den gleichen Spitzenwert erhielt. Zwar ist die Halbwertszeit (t 1/2) von der Dosis der Verbindung abhängig, jedoch können die in der nachfolgenden Tabelle VI gezeigten Werte miteinander verglichen werden, ohne die Dosisabhängigkeit zu berücksichtigen, weil die Halbwertszeiten jeweils auf der gleichen Basis bestimmt wurden, nämlich wie lange die pharmakologische Wirkung nach einem Spitzenwert beibehalten wird, bis die Hälfte dieses Spitzenwertes noch vorliegt.

Tabelle VI

Es ist offensichtlich, daß die erfindungsgemäßen Verbindungen gegenüber Isoproterenol und Salbutamol wesentlich längere Halbwertszeiten aufweisen.

Aus den vorhergehenden Versuchen geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Verbindungen eine ausgeglichene, sehr gute bronchodilatatorische Aktivität, Bronchialselektivität und auch Halbwertszeit aufweisen, und daß sie infolgedessen sehr gut als bronchodilatatorische Mittel geeignet sind.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindung geht man von 8-Hydroxycarbostyril aus, das nach dem von G. R. Pettit et al., J. Org. Chem., Bd. 33 (1968), S. 1089, beschriebenen Verfahren hergestellt werden kann.

8-Hydroxycarbostyril wird mit einem α-Halogenfettsäurehalogenid der allgemeinen Formel (V)

in der R¹ einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und X und X′, die gleich oder verschieden sind, ein Halogenatom bedeuten, in Gegenwart oder Abwesenheit eines Lösungsmittels und in Gegenwart einer Lewis-Säure als Katalysator umgesetzt. Geeignete Lewis-Säuren sind beispielsweise Aluminiumchlorid, Aluminiumbromid, Eisen(III)-chlorid, Zinntetrachlorid, Titantetrachlorid oder Bortrifluorid, wobei Aluminiumchlorid bevorzugt wird. Die Lewis-Säure und das 8-Hydroxycarbostyril werden in einem Molverhältnis von 2 : 1 bis 10 : 1, vorzugsweise 3 : 1 bis 6 : 1 verwendet. Das α-Halogenfettsäurehalogenid der allgemeinen Formel (V) wird in mindestens äquimolarer Menge zum 8-Hydroxycarbostyril verwendet. Vorzugsweise beträgt das Molverhältnis 2 : 1 bis 20 : 1, insbesondere 2 : 1 bis 10 : 1. Die Umsetzung kann in Abwesenheit oder Gegenwart eines Lösungsmittels, wie Schwefelkohlenstoff oder Nitrobenzol, vorzugsweise Schwefelkohlenstoff in einer Menge von etwa 0,5 bis 20 Volumenteilen, vorzugsweise 2 bis 10 Volumenteilen pro Volumen der Reaktionsteilnehmer unter wasserfreien Bedingungen bei Temperaturen von Raumtemperatur (etwa 20 bis 30°C) bis 150°C, vorzugsweise von Raumtemperatur bis 80°C, während eines Zeitraums von 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 10 Stunden, durchgeführt werden.

Das bei der Umsetzung von 8-Hydroxycarbostyril mit dem α-Halogenfettsäurehalogenid gebildete 5-(α-Halogenalkanoyl)- 8-hydroxycarbostyril der allgemeinen Formel (IV)

in der R¹ und X die vorher angegebene Bedeutung haben, wird dann mit einem Amin der allgemeinen Formel (III)

in der R² und R³ die vorher angegebene Bedeutung haben, in Gegenwart oder Abwesenheit eines Lösungsmittels kondensiert. Geeignete Amine der allgemeinen Formel (III) sind beispielsweise Ethylamin, sec.-Butylamin, Phenethylamin, Cyclohexylamin sowie Pyrolidin, Piperidin, Morpholin und N-Methylpiperazin.

Das Amin der allgemeinen Formel (III) und das 5-(α-Halogenalkanoyl)- 8-hydroxycarbostyril der allgemeinen Formel (IV) werden in einem Molverhältnis von 1 : 1, vorzugsweise 2 : 1 bis 10 : 1, bei Temperaturen von Raumtemperatur bis zur Rückflußtemperatur des Reaktionsgemisches, vorzugsweise bei Temperaturen von 40 bis 100°C, und bei Drücken von Atmosphärendruck bis 10 bar in einem Lösungsmittel oder unter Verwendung des Amins als Lösungsmittel umgesetzt. Beispiele für verwendbare Lösungsmittel sind niedere aliphatische Alkohole, wie Methanol, Ethanol und Isopropanol, Ether, wie Dioxan und Diethylether, Ester, wie Ethylacetat, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol und Xylol, sowie Nitrile, wie Acetonitril. Ethanol und Isopropanol sind bevorzugt.

Das bei der Umsetzung von (IV) mit (III) gebildete 5-(α- substituierte Aminoalkanoyl)-8-hydroxycarbostyril der allgemeinen Formel (II) wird mit Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators oder mit einem Reduktionsmittel reduziert. Geeignete Reduktionsmittel sind beispielsweise Lithiumaluminiumhydrid oder Natriumborhydrid, und die katalytische Hydrierung mit Wasserstoff kann unter Verwendung von Palladiummohr, Palladium-auf- Kohle, Raney-Nickel, Palladiumschwarz oder Platinoxid, durchgeführt werden. Das Reduktionsmittel und die Verbindung der allgemeinen Formel (II) werden in einem Molverhältnis von 2 : 1 bis 10 : 1, vorzugsweise 2 : 1 bis 5 : 1, in einem Lösungsmittel bei Atmosphärendruck und bei Temperaturen von 0 bis 100°C, vorzugsweise 20 bis 50°C, umgesetzt. Bei Verwendung von Natriumborhydrid als Reduktionsmittel wird als Lösungsmittel vorzugsweise Wasser oder ein Alkohol, wie Methanol oder Ethanol, verwendet, während bei Verwendung von Lithiumaluminiumhydrid das Lösungsmittel vorzugsweise ein wasserfreies Lösungsmittel ist, wie Diethylether oder Tetrahydrofuran.

Zur katalytischen Hydrierung wird der Hydrierungskatalysator in einer Menge von 0,05 bis 1 Mol, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Mol pro Mol der Verbindung der allgemeinen Formel II in einem Lösungsmittel, wie Wasser oder einem Alkohol, wie Methanol, Äthanol oder Isopropanol, und bei einem Wasserstoffdruck von Atmosphärendruck bis 100 bar, vorzugsweise Atmosphärendruck bis 50 bar, bei Temperaturen von Raumtemperatur bis 150°C, vorzugsweise Raumtemperatur bis 120°C, und vorzugsweise unter Schütteln des Reaktionsgemisches verwendet. Vorzugsweise wird die katalytische Hydrierung bei Atmosphärendruck bei Temperaturen von oberhalb 50°C und bei erhöhtem Druck bei Temperaturen oberhalb Raumtemperatur durchgeführt.

Die Herstellung der Salze erfolgt in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Zugabe einer mindestens äquimolaren Menge der Säure zu einer Lösung der Verbindung der allgemeinen Formel I in einem organischen Lösungsmittel, wie Methanol, Ethanol, Isopropanol oder Aceton.

Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen.

Beispiel 1

(a₁) 20 g 8-Hydroxycarbostyril werden mit 50 g α-Brombuttersäurebromid, 50 g wasserfreiem Aluminiumchlorid und 400 ml Schwefelkohlenstoff versetzt. Das Gemisch wird 13 Stunden auf 50°C erwärmt. Dann wird die Schwefelkohlenstoffschicht dekantiert und der Rückstand mit zerstoßenem Eis versetzt. Hierbei kristallisiert das Produkt aus. Die Kristalle werden abfiltriert, mit Wasser gewaschen und aus Methanol umkristallisiert. Ausbeute 27 g 5-(α-Brombutyryl)-8-hydroxycarbostyril, F.: 218 bis 219°C (Verfärbung und Zersetzung).

(a₂) 10 g 8-Hydroxycarbostyril werden mit 25 g α-Brombuttersäurechlorid (V) und 25 g wasserfreiem Aluminiumchlorid versetzt. Das Gemisch wird 4 Stunden unter kräftigem Rühren auf 70°C erhitzt. Anschließend wird das Gemisch mit zerstoßenem Eis versetzt. Hierbei kristallisiert das Produkt aus. Die entstandenen Kristalle werden abfiltriert, mit Wasser gewaschen und aus Methanol umkristallisiert. Ausbeute 12,6 g 5-(α-Brombutyryl)-8- hydroxycarbostyril (IV) vom F. 218 bis 219°C (Verfärbung und Zersetzung).

(a₃) 10 g 8-Hydroxycarbostyril werden mit 25 g α-Brombuttersäurebromid (V) und 100 ml Nitrobenzol und sodann unter Kühlung mit 25 g wasserfreiem Aluminiumchlorid versetzt. Das Gemisch wird 10 Stunden auf 70°C erhitzt und anschließend auf zerstoßenes Eis gegossen. Die entstandenen Kristalle werden abfiltriert, mit Wasser gewaschen und aus Methanol umkristallisiert. Ausbeute 11,2 g 5-(σ-Brombutyryl)-8-hydroxycarbostyril (IV) vom F. 217 bis 218,5°C (Verfärbung und Zersetzung).

(b₁) 10 g der gemäß (a₁), (a₂) oder (a₃) hergestellten Verbindung werden mit 200 ml sek.-Butylamin versetzt, 20 Stunden auf 60°C erwärmt und anschließend zur Trockne eingedampft. Die nach Zusatz von Wasser entstandenen Kristalle werden abfiltriert, in 50 ml Ethanol gelöst und mit konzentrierter Salzsäure auf einen pH-Wert von 1 eingestellt. Die entstandenen Kristalle werden abfiltriert und aus Methanol umkristallisiert. Ausbeute 8,3 g 5-(α-sek.-Butylaminobutyryl)-8-hydroxycarbostyril-hydrochlorid (II) vom F. 212 bis 214°C (Verfärbung und Zersetzung).

(b₂) 5 g der gemäß (a₁), (a₂) oder (a₃) hergestellten Verbindung werden mit 25 g 2-Phenethylamin versetzt und 8 Stunden bei 30°C gerührt. Das Reaktionsgemisch wird mit einem Gemisch von Diethylether und Petrolether versetzt, und die entstandene Fällung wird in verdünnter Salzsäure gelöst, um unlösliche Stoffe abzutrennen. Die Salzsäureschicht wird eingedampft und die entstandene Fällung abfiltriert und aus Ethanol umkristallisiert. Ausbeute 5,3 g einer Verbindung vom F. 200 bis 201°C (Verfärbung und Zersetzung). Aufgrund des NMR-Spektrums und des IR-Absorptionsspektrums sowie der Elementaranalyse handelt es sich bei dieser Verbindung um das 5-[α-(2-Phenethylamino)-butyryl]- 8-hydroxycarbostyril-hydrochlorid-dihydrat.

(b₃) 5 g der gemäß (a₁), (a₂) oder (a₃) hergestellten Verbindung werden mit 5 ml Morpholin versetzt und 4 Stunden bei 40°C gerührt. Das Reaktionsgemisch wird unter vermindertem Druck eingedampft und der Rückstand mit 100 ml Wasser versetzt. Das Gemisch wird gerührt und filtriert und das Filtrat unter vermindertem Druck konzentriert. Der Rückstand wird in Aceton aufgenommen und die Lösung von unlöslichen Stoffen abfiltriert. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck eingedampft, mit konzentrierter Salzsäure auf einen pH-Wert von 2 bis 3 eingestellt und im Eisbad abgekühlt. Die entstandene Fällung wird abfiltriert und aus Äthanol umkristallisiert. Man erhält 2,1 g weißes amorphes 5-(α-Morpholinobutyryl)- 8-hydroxycarbostyril-hydrochlorid-monohydrat, F.: 179 bis 182°C (Zersetzung). Das IR-Absorptionsspektrum und das NMR-Spektrum sowie die Elementaranalyse bestätigen die Struktur.

Beispiel 2

1,5 g der in Beispiel 1 (b₁) hergestellten Verbindung werden mit 30 ml Methanol und anteilsweise unter Eiskühlung und Rühren mit 1,5 g Natriumborhydrid versetzt. Nach beendeter Zugabe wird das Gemisch eine weitere Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wird mit konzentrierter Salzsäure auf den pH-Wert 1 eingestellt und zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird mit Aceton gewaschen, in Wasser gelöst und mit Natronlauge auf einen pH-Wert von 8 eingestellt. Die entstandenen Kristalle werden abfiltriert, mit Wasser gewaschen und erneut in verdünnter Salzsäure gelöst. Die Lösung wird zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird aus Ethanol umkristallisiert. Ausbeute 1,3 g 5-(1-Hydroxy-2-sek.-butylamino)-butyl-8-hydroxycarbostyril- hydrochlorid-monohydrat, F.: 182 bis 183°C (Schäumen und Zersetzung).

Beispiel 3

1,5 g der in Beispiel (b₂) hergestellten freien Base werden in 150 ml Methanol gelöst und unter Kühlung mit Eiswasser und Rühren anteilsweise mit 2 g Natriumborhydrid versetzt. Nach beendeter Zugabe wird das Gemisch eine weitere Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wird mit konzentrierter Salzsäure auf einen pH-Wert von 1 eingestellt und der Niederschlag filtriert. Das Filtrat wird zur Trockne eingedampft und der Rückstand durch Zusatz von Aceton zur Kristallisation gebracht. Sodann wird Natronlauge bis zu einem pH-Wert von 8 zugegeben. Die entstandene Fällung wird abfiltriert und aus Äthanol umkristallisiert. Ausbeute 1,3 g einer weißen, amorphen Verbindung vom F. 147 bis 148°C (Schäumen und Zersetzung). Aufgrund des NMR-Spektrums, des IR-Absorptionsspektrums und der Elementaranalyse handelt es sich um das 5-[1-Hydroxy-2-(2-phenethylamino)]- butyl-8-hydroxycarbostyril-trihydrat.

Beispiele 4 und 5

Analog den vorhergehenden Beispielen werden folgende Verbindungen der allgemeinen Formel I aus den entsprechenden 3,4-Dihydrocarbostyril-Verbindungen der allgemeinen Formel VII hergestellt:
5-(1-Hydroxy-2-sek.-butylamino)-butyl-8-hydroxycarbostyril-hydrochlo-rid- monohydrat, F. 182 bis 183°C (Zersetzung);
5-(1-Hydroxy-2-ethylamino)-butyl-8-hydroxycarbostyril-hydrochlorid, F. 174 bis 177,5°C (Zersetzung).

Beispiele 6 bis 12

Wie in Beispiel 1 wurden die folgenden Verbindungen hergestellt:

Claims (3)

1. 5-[1-Hydroxy-2-(substituierte amino)]-alkyl-8-hydroxy- carbostyril-Derivate der allgemeinen Formel (I) in der R¹ einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R² ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, und R³ einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, den Benzylrest, den Phenethylrest oder Cyclohexylrest bedeutet, oder R² und R³ zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, der Morpholino-, N-Methylpiperazino-, Piperidino- oder Pyrrolidinorest ist, und ihre Salze mit Säuren unter Ausnahme von 5-(1-Hydroxy-2-isopropylamino)-butyl-8-hydroxycarbostyril.

2. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise 5-(α-substituiertes Aminoalkanoyl)-8-hydroxycarbostyril der allgemeinen Formel (II) in der R¹, R² und R³ die im Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben, mit Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators oder mit einem Reduktionsmittel reduziert und gegebenenfalls die so erhaltene Verbindung mit einer Säure in ein Salz überführt.

3. Arzneimittel, enthaltend eine Verbindung gemäß Anspruch 1 und übliche Trägerstoffe und/oder Verdünnungsmittel und/oder Hilfsstoffe.