DE2827497C2

DE2827497C2 - Verwendung von 2-(7'-Theophyllinmethyl)-1,3-dioxolan zur Bekämpfung von bronchialen Erkrankungen

Info

Publication number: DE2827497C2
Application number: DE2827497A
Authority: DE
Inventors: José Sebastian Franzone; Teresio Turin/Torino Tamietto
Original assignee: ISTITUTO BIOLOGICO CHEMIOTERAPICO ABC SpA TURIN/TORINO IT
Current assignee: ISTITUTO BIOLOGICO CHEMIOTERAPICO ABC SpA TURIN/TORINO IT
Priority date: 1978-04-06
Filing date: 1978-06-22
Publication date: 1985-10-24
Also published as: IT7822019A0; BE868556A; FR2421614A1; DE2827497A1; IT1113122B; FR2421614B1; US4187308A; NL7807152A; JPS54138127A; GB1582510A; JPS5715088B2

Description

y> Die Erfindung betrifft die Verwendung von 2-(7'-Theophyllinmethyl)-l,3-dioxo!an der Formel 1:

O—i

H₃C-N

| N

N-CH₂-CH

CH₃

zur Bekämpfung von Bronchospasmen, Bronchialasthma, verschließender chronischer Bronchitis und von Tpasmodlschern Husten.

Die Verbindung (I) wurde zusammen mit anderen Dioxolanen und Dioxanen, die sich von Theophyllin und Theobromln ableiten, schon vor nahezu 20 Jahren von U. Avico, F. De Martiis und F. Toffoli (II Farmaco -Ed. Sc. - Band XVII - Teil 2) beschrieben. Darin wird auf die Bestimmung der Veneilungskocffl/icriicn zwischen Chloroform und Wasser und zwischen Benzol und Wasser Bezug genommen.

Was die Pharmakologie anbelangt, schranken sich die Autoren dieser Arbeit dahingehend ein, chill sie hinsichtlich dieser Art von Verbindungen feststellen, daß »einige der beschriebenen Produkte einen gewissen hypotensiven und koronardilatierenden Effekt des Theophylllntyps zeigten, während andere einen gewissen depressiven Effekt haben«, ohne daß sie jedoch Irgendwelche Zahlenwerte angeben oder die verwendeten Tests nennen. Insbesondere wird hinsichtlich des Aktivitätstyps der Verbindung (I) In keiner Welse etwas ausgesagt.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß die Verbindung (I) eine hohe branchIaIlösende und Antlhustenaktlvität besitzt. Andererseits treten keine Gewöhnungserscheinungen auf und die Verbindung modifiziert in vivo die Darmmotllität der Ratte nicht. Die Verbindung ist von einer Aktivität auf das Isolierte Atrium von Meerschweinchen frei und sie verändert nicht den Koronarfluß. Weiterhin Induziert sie keine signifikanten Variationen der elektrokardiographlschen Spuren bei der Katze und bei den Kaninchen. Wenn die Verbindung der Katze intravenös in Dosen von 1 bis 30 mg/kg verabreicht wird, dann verändert sie den arteriellen Druck nicht.

Die Verbindung ist frei von einer diuretlschen Aktivität und sie verändert nicht die Cholerese bei der Raue. Die Verbindung ist absolut frei von Nebenwirkungen auf die Magenschleimhaut.

2-(7'-Theophyllinmethyl)-l,3-dloxolan Ist auch durch eine niedrige akuie Toxlzltät gekennzeichnet. Der therapeutische Index ist daher sehr günstig.

Aufgrund der günstigen pharmakoioglsch-toxischen Eigenschaften stellt 2-(7'-Theophylllnmcthyl)-l.3-dioxol;in ein geeignetes Arzneimittel für die Humantherapie und damit zur Behandlung von Bronchospasmen, Bronchialasthma, verschließender chronischer Bronchitis und von spasmodischem Husten dar.

Der Wirkstoff kann oral In Form von Tabletten oder Suspensionen, parenteral in Form von Injlzlcrburen Zubereitungen in Gläschen, durch die Lungen In Form eines Aerosols oder durch das Rektum In Form von Supposltorien verabreicht werden.

Die übliehe Dosis liegt je nach dem Patienten, dem Typ des zu behandelnden Effekts und der Verahrclchungsmethode In der Gegend von 0.1 bis 2,5 g pro Tag.

Die pharmazeutischen Formen (Tabletten, Suspensionen, injizierbaren Zubereitungen in Glilschen n/w. Ampullen, Suppositorlen) werden auf normale Weise durch übliche pharmazeutische Methoden hergestellt.

Im nachstehenden Beispiel wird die Herstellung der Verbindung (I) nach der Methode der vorgenannten Autoren beschrieben.

Beispiel Ein Gemisch aus 15 g Theophylllnesslgsäurealdehyd, TOmI Äthylenglycol und 1,5 g p-Toluolsull'onsilurc in

600 ml Benzol wird unter Rückfluß in einem Kolben erhitzt, der mit einer Marcusson-Vorrichtung versehen ist.

Nach 2 h 1st die Abtrennung des Wassers beendigt.

Das Reaktionsgemisch wird mit 200 ml einer 3,5%igen wäßrigen Natrtumcarbonatlösung gewaschen. Die organische Phase wird getrocknet und bei vermindertem Druck zur Trockene eingedampft. Es bleibt ein Rückstand zurück, der In Äthyläther aufgenommen wird, durch Filtration abgetrennt und durch Äthanol gereinigt wird.

lis wird 2-(7'-Theophylllnmethyl)-l,3-dioxo!an erhalten. Fp. 144 bis 145° C. Durchschnittliche Ausbeute: 70%.

Analyse: C_nH₁₄N₄O₄ MG 266,26 Berechnet: C: 49,62%; H: 5,30%; N: 21,04%; Gefunden: C: 49,68%; H: 5,29% N: 21,16%.

Nachstehend werden die toxikologischen und pharmakologischen Eigenschaften der Verbindung (I) beschrieben. .

Bestimmung der akuten Toxizität

Die akute orale Toxizität wurde sowohl bei einer Maus als auch bei der Ratte unter Verwendung von Aminophyllln al? Referenzsubstanz bestimmt. Die Substanzen wurden in einer wäßrigen 0,5%igen Carboxymcthylccllulosesuspension mit einer Konzentration von i ml/lög Körpergewicht verabreicht. ^⁰

Nach Behandlung mit den jeweiligen Arzneimitteln wurden die Tiere 20 aufeinanderfolgende Tage unter Beobachtung gehalten. Es wurde Ihr Allgemeinzustand, ihr Verhalten und die Mortalität bestimmt.

Die DL<_n-Wertc wurden nach der statistischen Methode von Litchfield und Wilcoxon (1949). J. Pharmacol, lixp. Thcrap. 96, 99, errechnet.

In der Tabelle I sind die erhaltenem DL₅o-Werte zusammengestellt. -5 Tabelle I: Werte von DL₅₀ für 2-(7'-Theophyllinmethyl)-l,3-

dioxolan und für Aminophyllin bei oraler Verabrei- ,„

chung an die Maus und die Ratte

Vt/at-reichungs- 2-(7'-Theophyliin- Aminophyllin methode methyl)- DLjo

1,3-dioxolan DL₅₀

oral Maus

862 mg/kg 535 mg/kg

oral Ratte

966 mg/kg 575 mg/kg -«'

Hs zeigte sich, daß bei diesen Bedingungen die akute Toxizität von 2-(7'-Theophyllinmethyl)-l,3-d!oxolan bei oraler Verabreichung sowohl bei der Maus als auch bei der Ratte ausgeprägt niedriger war als diejenige von Anilnophyllin. Bei den gleichen Versuchsbedingungen wurde 2-(7'-Theophyllinmethyl)-1.3-dioxolan sowohl der Maus als auch der Ratte Intraperltoneal und intravenös verabreicht.

lirgcbnlssc: Der DL,₀-Wcrt bei der Maus bei i. p.-Verabreichung betrug 396 mg/kg. Bei der I. v.-Verabreichung betrug er 236 mg/kg.

Der ÜL<n-Wert bei der Ratte bei i. p.-Verabreichung betru? 426 mg/kg. Bei der I. v.-Verabreichung betrug er 315 mg/kg.

Aktivität des 2-(7'-Theophyllinmethyl)-l,3-dloxolans auf die glatte Bronchialmuskulatur In vitro und in vivo

In-vlvo-Test a) Aktivität auf die isolierte Meerschweinchen-Trachea »In toto« ^s'

I is wurden ungefähr 30 Albino-Meerschweinchen verwendet, von denen nach Dämpfung unter einer Ätheranilsihcslc clic Tracheen entnommen wurden.

Die Tracheen wurden in ein Bad von 50 ml einer geeigneterweise mit Sauerstoff versorgten Krebslösung gebracht, deren Temperatur auf 37" C kontrolliert wurde. Der Boden der Tracheen wurde geschlossen. Die ^ω Splt/c wurde mil einem Polyäthylenrohr verbunden, das über einen Wandler mit einem Polygraphen verbunden war, um die Volumendifferenz nach der teilweise modifizierten Methode von D. Jamleson (1962), BrIt. J. Pharmacol, und Chcmlotherapy 19, 286, zu messen.

Sowohl die Tracheen als auch das Polyäthylenrohr wurden mit der Krebslösung gefüllt. Die Antworten gegenüber Acctylcholln und Histamin wurden bei der auf diese Welse präparierten Trachea untersucht, und zwar sowohl vor als auch nach Zugabe des Produkts zu dem Bad. Tabelle II zeigt die bei dieser Untersuchung erhallenen lirucbnlsse.

Tabelle II:	Anzahl der Versuche	Produkt g/ml	Hemmung %	DE₅₀ g/ml
	4 4 4	40 ■ 10-⁶ 80 · 10-⁶ 200 · ΙΟ-⁶	-25% -29% -50%	*190J0-·**
	4	400 · 10-«	-65%
	4 4 4	40 · 10-⁶ 200 · 10-⁶ 400 · 10-⁶	0% -54% -78%	175,10-*
	4	800 · 10-⁶	-100%
Effekt von 2-(7'-Theophyllinmethyl)-l,3-dioxolan auf die isolierte Meerschweinchen- Trachea »in toto«	In-vivo-Test

Acetylcholinchlorid 1,10-* g/ml

Histamin-dichlorid 5,10-« g/ml

a) Vergleichende Aktivität von 2-(7'-Theophyl!!nmethyl)-l,3-dioxoIan und Theophyllin auf Bronchospasmcn

von Meerschweinchen

Bei diesen Tests wurde die Methode von Konzett und Rosier (1940), Arch. Exp. Path. Pharmak. 191, 71, mit bestimmten Modifikationen von Collier H. O. J. (1960), BrIt. J. Pharmacol., 15, 290, angewendet.

Männliche Meerschweinchen mit einem Gewicht von 300 bis 450 g die durch Urethan il .«/kg I. p.) anästhesiert worden waren, wurden verwendet.

Die Tiere wurden In geeigneter Weise vorbereitet, indem eine Kanüle in die jugulare Vene für die intravenöse Verabreichung eingesetzt wurde. Die Trachea wurde an eine Pumpe für eine künstliche Beatmung (Palmer), die für kleine Tiere angepaßt worden war, angeschlossen. Die Pumpe wurde mit einer Frequenz von etwa 70 Einblasungen pro min betrieben. Das Pneumogramm wurde auf dem Wege über einen Umwandler auf einen Polygraphen (Battaglia Rangoni) aufgezeichnet.

Der Bronchospasmus wurde in den Meerschweinchen durch Intravenöse Injektion von Acetylcholln oder Histamin Induziert.

Nach zwei gleichen Antworten auf Acetylcholln oder Histamin wurden die Testarzneimittel i. v. verabreicht.

b) V-rgleichende Antihustenaktivitat von 2-(7'-Theophylllnmethyl)-I,3-dloxoian und Aminophyilin bei Meer

schweinchen

Bei diesen Tests wurde die Methode von Charlier und Coil. (1961), Arch. Inter. Pharmacodyn. 134, 306, mit geringfügigen Modifikationen verwendet.

Bei dieser Methode geht man im wesentlichen so vor, daß man das Meerschweinchen 3 min lang einem .V·.. Hisiamindlhydrochlorid-AeroiDl aussetzt und das Husten des Tiers vor und nach der oralen Behandlung ml! einer Antlhustensubstanz in geeigneter Weise aufzeichnet.

Die Vorrichtung für die Induzierung und Aufzeichnung des Hustens bestand aus einer hermetisch abgeschlossenen Perspexbox (20 χ 20 χ 15 cm), die auf einer Seite durch eine Kanüle mit einem Aerosolkomprcssor verbunden war und die jr\ ihrer Oberseite an eine andere Kanüle angeschlossen war, die in geeigneter Welse mit dom Umwandler eines Polygraphen verbunden war.

Bei diesen Tests wurden gefleckte männliche Meerschweinchen jeweils mit einem Gewicht von 350 bis 4Oi) g. die 12 h lang fasten gelassen wurden, verwendet. In den Tabellen III, IV und V sind die erhaltenen Ergebnisse zusammengestellt.

Tabelle III:

HemmelTckt von 2-(7'-Theophyllinmethyl)-l,3-dioxolan und Theophyllin auf durch Acetylcholinchlorid in Meerschweinchen induzierte Bronchospasmen

Substanz. Dosis Anzahl prozentuale Veränderung des % Hemmung DE^₀

mg/kg der Tiere Endobronchialdrucks nach gegenüber mg/kg

i. v. i. v.-Verabreichung von 0,2 mg/kg den Kontroll-

Acetylcholinchlorid und abgestuften versuchen Dosen der Arzneimittel Durchschnittswert ± SF

Kontrolle

2-(7'-Theophyllinmethyl)-l,3-
dioxolan

Theophyllin Theophyllin Theophyllin

0.5 1 2 4

1
2
4

12

6 6 6 6

6 6 6

190,6 ±34,2

152,5 ± 17,7

129.1 ± 28,9 50,0 ± 11,6 26,7 ± 12,5

125.2 + 23,5 104,0 ±31,5

72,5 ± 19,1

20,0% 32,1% 73,8% 86,0%

34,4% 45,3% 62,0%

1,3

2,3

Tabelle IV:

Hemmeffekt von 2-(7'-Theophyllinmethyl)-l,3-dioxolan und Theophyllin auf durch Histamin-dihydrochlorid bei Meerschweinchen induzierte Bronchospasmen

Substanz

Dosis mg/kg

Kontrolle	-
2-(7'-Theophyl-	0.05
linmcthyl)-l,3-	0,1
dioxolan	1.0
	2,0
Theophyllin	0.5
Theophyllin	1,0
Theophyllin	2,0

Anzahl prozentuale Veränderung des

der Tiere Endobronchialdrucks nach

i. v.-Verabreichung von 0,05 mg/kg Histamin-dihydrochlorid und abgestuften Dosen der Arzneimittel Durchschnittswert ± SF

12

6 6 6 6

6 6 6

% Heminang DE50 gegenüber mg/kg den Kontrollversuchen

178,6 ±38,4

100,0 ± 27,8

70,0 ± 15,0

33,3 ± 4,9

8,3 ± 1,9

110,0 ±27,2 84,0 ± 14,7 47,5 ± 6,3

-44,9% -60,9% -81,4% -95,4%

-38,5% -53,0% -73,5%

0,075

0,82

Aus den Tabellen HI und IV wird ersichtlich, daß bei durch Acetylcholin induzierten Spasmen der antibron· chospasmodlsche Effekt von 2-(7'-TheophylIinmethy!)-l,3-dioxoian etwa zweimal so hoch wie derjenige von Theophyllin 1st und daß bei durch Histamin induzierten Spasmen der Effekt etwa elfmal so hoch ist wie derjenige von Theophyllin.

Tabelle V:

Aktivität von 2-(7'-Theophyllinmethyl)-l,3-dioxolan und Aminophyllin (orale Verabreichung) auf Husten, der bei Meerschweinchen durch 0,05%Histamin-dihydrochlorid-Aerosol induziert wird

Behandlung	Dosis	Anzahl der	Hustenanfä'lle	prozentuale	prozentuale
	mg/ kg	vor der	3 h nach der	Verän	Verän
		Behandlung	Behandlung	derung im Verhält	derung im Verhält
				nis zur Zeit	nis zu den
				vor der	Konlrollbe-
				Behandlung	slimmungen

Kontrollen	—	180 ± 2,2
2-(7'-Theophyl-	0,1	16,4 ± 1,2
linmethyl)-l,3-	0,5	16,0 ±0,9
dioxolan	1,0	16,2 ±1,5
	10,0	16,7 ±2,1
Aminophyllin	10	19,0 ± 2,3
Aminophyllin	15	16,2 ±1,8
Aminophyllin	25	18,0 ±2,9
Aminophyllin	50	15,2 ±2,6

15,4 ±0,8

11,0 ±0,8 7,81 ± 1,2 3,27 ±1,1 3,85 ± 0,8

14,0 ±1,1 11,2 ± 1,4

6.3 ± 1,2

4.4 ± 1,1

mg/km

-14,6%

-32,8%
-51,2%

-28,6% -49,3%

-76,9% -75,0%

-26,3%
-30,9%
-65,0%
-71,1%

- 9,1%
-23,3%
-59,1%
-71,4%

0,88

22,5

·) Die Dosis DEs,, wurde aul'grund der prozenlualen WerCe im Verhältnis zu den Kontrollvcrsuchcn errechnet.

Die Tabelle V zeigt, daß die Antihustenaktlvltät von 2-(7'-Theophylllnmethyl)-l,3-dioxolan für das lllsiamlnaerosol erheblich größer (etwa 26mal) Ist als diejenige von Aminophyllin.

Nachstehend werden Beispiele für pharmazeutische Zubereitungen für die erfindungsgemäßc Verwendung gegeben:

a) Eine Tablette mit 0,400 g enthält folgendes: 2-(7'-Theophyiiinmethyi)-i,3-dioxoian Mannit

mikrokristalline Cellulose

kolloidale Kieselsäure

Taik

P.V.P.

Magnesiumstearai

b) 100 g einer Suspension enthalten folgendes: 2-(7'-Theophyllinmethyl)-1.3-dioxolan 70% Sorbit

Levillt

Emulgatoren

löslicher Orangenextrakt

Methyl-p-hydroxybenzoat

destilliertes Wasser auf 100 g

Für die Kinderheilkunde ist die Dosis ein Minimum von 4 g zwei- oder dreimal täglich.

c) Gläschen bzw. Ampullen mit 10 ml enthalten jeweils folgendes: 2-( 7'-Theophy!llnmethy I)-1.3-dIoxolan bidestilliertes pyrogenfreies steriles Wasser auf 10 ml

d) Suppositorien mit 2.6 g für Erwachsene enthalten folgendes: 2-(7'-TheophyIlinmethy!)-l,3-dioxolan Fettsäureglyceride

e) Suppositorien mil 1,6 g für die Kinderheilkunde enthalten folgendes: 2-(7'-TheophyIIinmethyl)-l,3-dioxolan Fettsäureglyceride

O,2(iO μ 0,070 μ 0,052 μ

0,024 μ 0,020 g 0.(K)X g

2,50 g 50,00 g 4,00 g 1.20 g 1.(!Og 0,13 g

O.I (K) μ

0.3(X)g 2.3(X) g

0,1(10 μ 1.500 μ.

Claims

Patentanspruch:

Verwendung e'er Verbindung der Formel:

O O—,

H₃C-N |J N-CH₂-CH

O—I

I
CH₃

zur Bekämpfung von Bronchospasmen, Bronchialasthma, verschließender chronischer Bronchitis und von spasmodischem Husten.