DE2463468C2

DE2463468C2 -

Info

Publication number: DE2463468C2
Application number: DE19742463468
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Tokushima Jp Nakagawa; Shiro Naruto Tokushima Jp Yoshizaki; Kaoru Tanimura; Shigeharu Tokushima Jp Tamada
Original assignee: Otsuka Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 1974-05-22
Filing date: 1974-12-27
Publication date: 1989-12-28

Description

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

Die erfindungsgemäßen Verbindungen haben eine β-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 As corbinsäure.

Für die pharmakologischen Untersuchungen wurden die folgenden Verbindungen verwendet:

Tabelle I

Die aktute Toxizität der Verbindungen wurden 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 Gewicht 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 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 H Phenolamin 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 von 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

Aus Tabelle III geht hevor, daß die erfindungsgemäße Verbindung 1 eine bronchodilatatorische Aktivität aufweisen, die bis zu 9,1mal höher ist als die von Isoproterenol und bis zu 28,4mal höher ist als die von Salbutamol.

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, suspendiert. 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 Iso proterenol verglichen.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle IV aufgeführt:

Tabelle IV

Nebenwirkungen

Die Ergebnisse der Tabelle IV zeigen, daß die Nebenwirkung der erfindungsgemäßen Verbindung 2 etwa ¹/₁₀₀ der Nebenwirkung von Isoproterenol beträgt.

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

Tabelle V

Aus den Werten der Tabelle V geht hervor, daß die er findungsgemäßen Verbindungen eine Bronchialselektivität aufweisen, die 448 bis 1358mal höher ist als die von Isoproterenol und 3,4 bis 10,2mal höher ist als die von Salbutamol.

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. Ther., 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 und 2 wurden in einer Dosis von 1 µg/kg und die Verbindung Nr. 12 (Salbutamol) in einer Dosis von 10 µg/kg eine Kanüle in die femorale 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.

Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:

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.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formel (I) erfolgt, indem man in an sich bekannter Weise 5-(α-substituiertes Aminoalkanoyl)-8-hydroxycarbostyril der allgemeinen Formel (II)

in der R² die in der allgemeinen Formel (I) angegebene Bedeutung hat, mit Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators oder mit einem Reduktionsmittel reduziert und gegebenenfalls die so erhaltene Verbindung mit einer Säure in ein Salz überführt.

Als Ausgangsverbindung 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 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-Halogen fettsäurehalogenid der allgemeinen Formel (V) wird in mindestens äquimolarer Menge von 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 X die vorher angegebene Bedeutung hat, wird dann mit einem Amin der allgemeinen Formel (III)

NH₂R² (III)

in der R² den Isopropyl- oder tert.-Butylrest bedeutet, umgesetzt.

Das Amin der allgemeinen Formel (III) und das 5-(α-Halogen alkanoyl)-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 Rück flußtemperatur 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 Umsetung von (IV) mit (III) gebildete 5-(α- substituierte Aminoalkanoyl)-8-hydroxycarbostyril der allgemeinen Formel (II) wird mit Wasserstoff in Gegenwart eines Hydierungskatalysators 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, Ethanol oder Isopropanol, und bei einem Wasserstoffdruck von Atmosphärendruck bis 100 at, vorzgusweise Atmosphärendruck bis 50 at, 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

2,2 g 5-(1-Hydroxy-2-isopropylamino)-propyl-8-hydroxy-3,4-di hydrocarbostyril werden mit 2,5 g Chloranil und 20 ml Xylol versetzt. Das Gemisch wird 24 Stunden unter Rückfluß erhitzt, zur Trockne eingedampft und der Rückstand wird gründlich mit 50 ml Tetrachlorkohlenstoff gewaschen. Hierauf wird der Rückstand in 30 ml Methanol gelöst. In die Lösung wird Chlorwasserstoffgas bis zu einem pH-Wert von 1 eingeleitet. Danach wird die Lösung abgekühlt. Die entstandenen Kristalle werden abfiltriert und aus Methanol umkristallisiert. Ausbeute 1,5 g einer Verbindung von F. 164 bis 166°C (Zerstetzung). Aufgrund des NMR-Spektrums, des IR-Absorptionsspektrums und der Elementaranalyse handelt es sich um das 5-(1-Hydroxy-2- isopropylamino)-propyl-8-hydroxycarbostyril-hydrochlorid-mono hydrat.

Beispiel 2

1 g 5-(1-Hydroxy-2-isopropylamino)-propyl-8-methoxycarbostyril- hydrochlorid-monohydrat werden mit 10 ml 47prozentiger Bromwasserstoffsäure versetzt, 15 Stunden unter Rückfluß erhitzt und sodann zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird mit Aceton versetzt und das entstandene kristalline Produkt mit verdünnter Natronlauge auf einen pH-Wert von 8 eingestellt. Die entstandenen Kristalle werden abfiltriert, mit Wasser gewaschen und in Äthanol gelöst. Die Lösung wird mit konzentrierter Salzsäure auf einen pH-Wert von 1 eingestellt und zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird aus einem Gemisch aus Äthanol und Diäthyläther umkristallisiert. Ausbeute 0,7 g einer Verbindung F. 164 bis 166°C (Zersetzung). Aufgrund des NMR-Spektrums, des IR-Absorptionsspektrums und der Elementaranalyse handelt es sich um das 5-(1-Hydroxy-2-isopropylamino)-propyl-8-hydroxycarbostyril- hydrochlorid.

Beispiel 3

Analog Beispiel 1 wurde 5-(1-Hydroxy-2-tert.-butylamino)- propyl-8-hydroxycarbostyril-hydrochlorid mit dem F. 200-201°C (Zersetzung) hergestellt.

Claims

1. 5-[1-Hydroxy-2-(substituierte amino)]-propyl-8- hydroxy-carbostyril-Derivate der allgemeinen Formel (I) in der R² einen Isopropyl- oder tert.-Butylrest bedeutet und deren Salze mit pharmakologisch annehmbaren Säuren.

2. 5-(1-Hydroxy-2-tert.-butylamino)-propyl-8-hydroxy carbostyril.

3. 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 R² die im Anspruch 1 angegebene Bedeutung hat, mit Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators oder mit einem Reduktionsmittel reduziert und gegebenenfalls die so erhaltene Verbindung mit einer Säure in ein Salz überführt.

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