DE2910824C2 - - Google Patents

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DE2910824C2
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft 2-Hydroxymethyl-pyrazin- 4-oxide, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und diese enthaltende pharmazeutische Produkte.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Verbindungen der allgemeinen Formel I
worin R C₁-C₆-Alkyl ist.
Ebenfalls von dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung umfaßt sind Salze der vorliegend genannten Verbindungen mit pharmazeutisch annehmbaren (d. h. ungiftigen) Säuren sowie die diese Salze enthaltenden pharmazeutischen Produkte.
Beispiele für pharmazeutisch annehmbare Säuren gibt es sowohl unter den anorganischen Säuren z. B. Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure und Salpetersäure, wie auch unter den organischen Säuren z. B. Zitronensäure, Weinsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Mandelsäure und Methansulfonsäure.
Die vorstehend erwähnten Alkylgruppen können geradkettig oder verzweigtkettig sein.
Die C₁-C₆-Alkylgruppe ist vorzugsweise der Methyl-, Äthyl- und Propylrest.
Die neuen Verbindungen der vorliegenden Erfindung können durch Reduktion einer Verbindung der allgemeinen Formel II
hergestellt werden, worin R die gleiche Bedeutung wie vorstehend angegeben hat und X eine freie Carboxylgruppe, eine Carboxylatgruppe oder eine veresterte Carboxylgruppe ist.
Ist X eine Carboxylatgruppe, stellt das Salz vorzugsweise ein Alkalisalz dar. Es kann jedoch auch ein Salz eines anderen Metalls oder eines organischen Amins wie Triäethylamin, Piperidin, Morpholin oder Pyrrolidin darstellen.
Ist X eine veresterte Carboxylgruppe, stellen die Ester vorzugsweise Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl-, Cycloalkenyl-, Cycloalkylalkyl oder Cycloalkenylalkylester dar, worin z. B. der aliphatische oder cycloaliphatische Rest 1 bis 12 Kohlenstoffatome in der Kette oder 3 bis 8 Kohlenstoffatome im Ring enthält; die Verbindung kann auch ein Aryl- oder Aralkylester darstellen, worin Aryl vorzugsweise ein substituierter oder unsubstituierter Phenylrest, ein Hydroxyalkyl, Alkoxyalkyl oder Cycloalkoxyalkylester ist, worin der Cycloalkylrest 3 bis 8 Kohlenstoffatome im Ring enthält. Schließlich können die Verbindungen dann auch tert. Amino-C₁-C₆-Alkylester darstellen. Vorzugsweise ist der Ester ein Alkylester. Reaktionsfähige Derivate einer Verbindung der allgemeinen Formel I sind z. B. die Alkoxide, vorzugsweise ein Alkalimetall, insbesondere Natrium oder Kalium, oder ein aktiver Ester wie der Methansulfonsäureester und der p-Toluolsulfonsäureester.
Die Reduktion einer Verbindung der allgemeinen Formel II, worin X eine veresterte Carboxylgruppe ist, kann z. B. durch Verwendung von Natriumborhydrid in einem Lösungsmittel wie Methanol, Äthanol, Isopropanol oder in einem Gemisch eines dieser Lösungsmittel mit Wasser in Verhältnissen durchgeführt werden, die von der Löslichkeit der Ausgangsprodukte abhängen. Diese Reduktion kann auch durchgeführt werden, indem z. B. Lithiumaluminiumhydrid in inerten Lösungsmitteln wie wasserfreiem Äthyläther oder wasserfreiem Tetrahydrofuran bei Temperaturen verwendet wird, die in beiden Fällen im Bereich von etwa 0°C bis zur Siedetemperatur des Lösungsmittels liegen, wobei Reaktionszeiten zwischen etwa 30 Minuten und etwa 24 Stunden angewandt werden.
Die Reduktion einer Verbindung der allgemeinen Formel II, worin X eine freie Carboxylgruppe ist, wird vorzugsweise unter Verwendung von Lithiumaluminiumhydrid in inerten Lösungsmitteln wie wasserfreiem Äthyläther, wasserfreiem Diäthylenglykoldimethyläther, wasserfreiem Tetrahydrofuran oder Gemischen hiervon durchgeführt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß vorgebildete Lösungen von Borhydrid in diesen Lösungsmitteln oder aus Natriumborhydrid und Bortrifluoridätherat in situ im Reaktionsmedium, vorzugsweise in Diäthylenglykoldimethyläther hergestelltes Borhydrid verwendet wird. In beiden Fällen wird bei Temperaturen im Bereich von 0°C und der Siedetemperatur des angewandten Lösungsmittels gearbeitet und werden Reaktionszeiten zwischen etwa 30 Minuten und 12 Stunden angewandt.
Die Reduktion einer Verbindung der Formel II, worin X die Gruppe eines Carboxylatsalzes ist, wird vorzugsweise unter Bedingungen ausgeführt, die denjenigen bei der Reduktion einer Verbindung der Formel II analog sind, worin X eine freie Carboxylgruppe ist.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel II sind bekannt bzw. können nach bekannten Methoden erhalten werden. Zum Beispiel sind die Verbindungen der allgemeinen Formel II, worin R Wasserstoff und X die Carboxygruppe oder eine Carbalkoxygruppe ist, in Acta Pol. Pharm. 21 (5), 429 (1964) beschrieben. Die Verbindungen der allgemeinen Formel II, worin R eine C₁-C₆-Alkylgruppe und X die Carboxygruppe oder eine Carbalkoxygruppe ist, können wie in der GB-PS 13 61 967 beschrieben hergestellt werden.
Die Verbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung besitzen eine erhöhte lipidsenkende Aktivität, insbesondere haben sie eine antilipolytische und weiter eine Triglycerid und Cholesterin senkende Wirksamkeit. Gegenüber den ähnlich aufgebauten 2-Carboxy-5-methyl-pyrazin-4-oxiden aus DE-OS 23 19 834 zeichnen sich die erfindungsgemäßen Verbindungen dadurch aus, daß sie ihre erhöhte lipidsenkende Aktivität besonders langfristig andauernd zeigen.
Die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Verbindungen wurde an je einer Gruppe von 6 Ratten der Rasse ICEM:CER (SPF Caw) ausgewertet, die 18 Stunden keine Nahrung, jedoch Wasser erhielten, und ein durchschnittliches Gewicht von 180 g hatten. Die untersuchten Verbindungen wurden in Methocel (0,5% in destilliertem Wasser) suspendiert und mittels einer Magensonde in einer Dosierung von 3,125, 12,5 und 50 mg/kg verabreicht, wobei jede Dosis in einem Volumen von 0,5 ml pro 100 g Rattenkörpergewicht enthalten war. Die Tiere wurden 60, 120 bzw. 240 Minuten nach Verabreichung getötet. Einer Tiergruppe wurde die 50 mg/kg Dosis verabreicht und erst 480 Minuten nach Verabreichung getötet. Jeweils eine Gruppe von 6 Tieren, die nur mit dem Suspendierungsmittel behandelt worden waren, stand als Kontrollgruppe für jede der oben angegebenen Zeiten zur Verfügung. Zu den angegebenen Zeiten wurden die Tiere durch Decapitation getötet, das Blut sofort abgekühlt und zentrifugiert. Die folgenden Variablen wurden am Blutplasma bestimmt:
  • 1) Die freien Fettsäuren (FFA) nach der Methode von Dole, abgewandelt nach Trout (V. P. Dole, Clin. Invest. 35, 150, (1956); D. H. Trout, J. Lip. Rs. 1, 199 (1960)) 60, 120 und 240 Minuten nach Verabreichung;
  • 2) die Triglyceride (TG) nach der Methode von Mendez (J. Mendez, Clin. Chem. 21, N. 6, 768 (1975)) 60, 120 und 240 Minuten nach Verabreichung;
  • 3) das Gesamtcholesterin nach der Methode von Abell (L. L. Abell, J. Biol. Chem. 195, 357 (1952)) 480 Minuten nach Verabreichung.
Auf der Grundlage der so bestimmten TG-Spiegel wurde mittels statistischer Analyse der mittlere Fehler (ME) und der Standardfehler (SE) berechnet und Varianzanalyse und Dunnet's Test durchgeführt. Auf der Grundlage der Gesamtcholesterinwerte wurde der mittlere und der Standardfehler berechnet und der Student's Test angewandt.
Die nachfolgenden Tabellen geben als Beispiel die FFA-, TG- und Gesamtcholesterinwerte für die mit einer der erfindungsgemäßen Verbindungen (K 10603) behandelten Tiere im Vergleich mit den entsprechenden Werten der nicht behandelten Tiere wieder.
Tabelle 1
Werte der freien Fettsäuren, ausgedrückt in µml/100 ml Blutplasma und Werte der Triglyceride, ausgedrückt in mg/100 ml Blutplasma.
M. E. und S. E. und Dunnet's Test 60, 120 und 240 Minuten nach Verabreichung (HS = hochsignifikant; NS = nicht signifikant)
Tabelle 2
Gesamtcholesterinwerte, ausgedrückt in mg/100 ml Blutplasma 480 Minuten nach Verabreichung; M. E. und S. E. und Student's Test (HS = hochsignifikant)
Ein Studium der Tabelle 1 zeigt eindeutig, daß K 10603 eine deutliche antilipolytische Wirksamkeit selbst bei niedrigen Dosen wie 3,125 mg/kg/os nach 60 Minuten aufweist. Die Gegensteuerung bei Abklingen der Wirksamkeit der Verbindung ist lediglich gering. Obwohl in den Gruppen, die mit 3,125 bzw. 12,5 mg/kg behandelt waren, 240 Minuten nach Verabreichung höhere Werte an freien Fettsäuren als bei den Kontrolltieren auftraten, ist diese Differenz nicht signifikant. Die die Triglycerid-Spiegel regulierende Wirksamkeit ist bei allen behandelten Gruppen deutlich mit einer Ausnahme im Fall der Dosis 3,125 mg/kg 240 Minuten nach Verabreichung.
Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß die untersuchte Verbindung eine deutliche, den Cholesterinspiegel regulierende Wirksamkeit bei der maximalen Dosis von 50 mg/kg/os 8 Stunden nach Behandlung zeigt.
Vergleichsversuchsbericht (nachgereicht am 22. 5. 1987)
Es wurde der Plasmagehalt an freien Fettsäuren (FFA) im Blut entsprechend den Versuchsbedingungen der DE-AS 23 19 831 durchgeführt. Die Untersuchung wurde mit männlichen Mäusen der Rasse ICM (CET SPF Caw) mit einem Gewicht von 150 bis 180 g durchgeführt. Die Versuchstiere hatten 15 Stunden keine Nahrung aufgenommen, jedoch freien Zugang zu Trinkwasser.
Es wurde auf der einen Seite die Verbindung K 9321= 2-Carboxy-5-methylpyrazin-4-oxid gemäß DE-AS 23 19 831 und die Verbindung K 10603= 2-Hydroxymethyl-5-methylpyrazin-4-oxid gemäß der vorliegenden Anmeldung untersucht.
Die Verbindungen wurden oral als Einzeldosis von 50 mg/kg verabreicht, suspendiert in 0,5%iger Methylcellulose in destilliertem Wasser (5 ml/kg). Die Kontrolltiere erhielten das Trägermittel ohne Wirkstoff. 6 Tiere wurden für jeden Zeitpunkt und für jede Dosis untersucht. Blutproben wurden abgenommen bei 60, 120, 180 und 240 Minuten nach der einmaligen Verabreichung. Die durch Zentrifigurieren der Blutproben gesammelten Plasmaproben wurden durch Zugabe von 1% Natriumheparin in 9% NaCl-Lösung (im Verhältnis von 0,2 ml/10 ml Blut) unkoagulierbar gemacht und die freien Fettsäuren (FFA) unter Verwendung der Methode von Dole (1) in der Abwandlung von Trout (2) bestimmt. Für die Zwecke der statistischen Analyse der Ergebnisse wurden sie für verschiedene Dosen bei 60, 120, 180 bzw. 240 Minuten einer Ein-Weg-Abweichungsanalyse (3) unterworfen mit einer vollständig randomisierten Versuchsanordnung. Sodann wurden unter Anwendung der erhaltenen Fehlerabweichungsanalysen die Ergebnisse dem Test von Duncan (4) unterworfen. Die Vergleichsresultate der beiden Verbindungen K 9321 und K 10603 sind in der beigefügten Tabelle 2 wiedergegeben. Die Resultate der Analyse entsprechend dem Test von Duncan sind in der ebenfalls beigefügten Tabelle 3 wiedergegeben. Nach 240 Minuten war das niedrigste Mittel der freien Fettsäuren das bei mit der anmeldungsgemäßen Verbindung K 10603 behandelten Tieren gewonnene Mittel. Es wich für beide Signifikanzstufen (P= 0,05 und P=0,01) vom Mittel sowohl von den Werten für die Kontrolltiere als auch die mit K 9321 behandelten Tiere ab.
Aus diesen Versuchen kann geschlossen werden, daß die lipidsenkende Aktivität der anmeldungsgemäßen Verbindung K 10603 bis etwa 240 Minuten nach Verabreichung konstant bleibt, im Gegensatz zur Verbindung K 9321 des Standes der Technik.
Tabelle 2
Tabelle 3
Ducan-Test(4)
Wie schon angegeben, sind die pharmazeutischen Produkte, die Verbindungen der allgemeinen Formel I, worin R C₁-C₆-Alkyl ist, oder ihre Salze enthalten, ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Diese pharmazeutischen Zubereitungen enthalten die erfindungsgemäßen Produkte und einen pharmazeutisch annehmbaren Trägerstoff und/oder ein pharmazeutisch annehmbares Verdünnungsmittel. Pharmazeutisch annehmbare Trägermaterialien und/oder Verdünnungsmittel sind z. B. Gelatinekapseln, mikrokristalline Cellulose, Lactose, Naturgummi, Stärken wie Maisstärke und Kartoffelstärke. Cellulosederivate wie Natriumcarboxymethylcellulose, Äthylcellulose, Methylcellulose, Celluloseacetat oder -phthalat, Gelatine, Talk, Stearinsäure, Magnesiumstearat und andere übliche Stoffe, wie sie in pharmazeutischen Zubereitungen als Trägermittel angewandt werden.
Die Zubereitungen können z. B. in einer für die perorale Verabreichung geeigneten Form wie Tabletten, Kapseln, mit Zucker oder Filmen beschichtete Tabletten, flüssigen Lösungen oder Suspensionen vorliegen. Sie können jedoch auch durch Injektion oder rectal verabreicht werden. Die Dosis für perorale Verabreichung bei Erwachsenen liegt z. B. im Bereich von etwa 100 mg bis etwa 500 mg, vorzugsweise 200 mg pro Dosis, z. B. 1- bis 4mal pro Tag.
Die Toxizität der erfindungsgemäßen Verbindungen ist vernachlässigbar. So beträgt die akute Toxizität LD₅₀ der in der Tabelle angegebenen Verbindung an der Maus bei einmaliger Verabreichung mit ansteigender Dosierung und gemessen am 7. Tag nach der Behandlung peroral mehr als 800 mg/kg. Ähnliche LD₅₀-Werte wurden für alle anderen erfindungsgemäßen Verbindungen festgestellt.
Das IR-Spektrum der Verbindungen wurde in fester Phase (KBr) oder in Nujol-Lösung oder in einer Lösung eines geeigneten Lösungsmittels wie Chloroform unter Verwendung eines Perkin-Elmer 125-Spektrophotometers bestimmt. Das NMR-Spektrum wurde vorzugsweise in Lösung in Dimethylsulphoxid-d₆ oder in CDCl₃ unter Verwendung einer 90 M-Hertz-Bruker-HFX-Vorrichtung gemessen.
Die Rf-Werte wurden durch Dünnschichtchromatographie auf gebrauchsfertigen Silicagel-Platten mit einer Schichtdicke von 0,25 mm bestimmt.
Herstellungsbeispiele Verfahren A
Zu einer Lösung von 6,3 g 2-Carbomethoxy-5-methyl- pyrazin-4-oxid in einem Gemisch aus 50 ml Wasser und 25 ml Methylalkohol, die auf eine Temperatur im Bereich von 0°C und 5°C abgekühlt war, wurden unter Rühren und Aufrechterhaltung einer Temperatur unterhalb +10°C 4,25 g Natriumborhydrid anteilsweise zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt, das Lösungsmittel sodann im Vakuum verdampft und der Rückstand mehrmals mit Methanol unter Erhitzen extrahiert. Nach Verdampfen zur Trockne wurde die methanolische Lösung in Chloroform aufgenommen und filtriert.
Die Chloroform-Extrakte wurden zuerst entwässert und sodann zur Trockne eingedampft. Es wurden 4 g 2-Hydroxymethyl-5-methyl-pyrazin-4-oxid (76% d. Th.) vom Schmelzbereich 110-111°C erhalten.
Elementaranalyse: C₆H₈N₂O₂
Gef.: C 51,37; H 5,76; N 19,94;
Ber.: C 51,42; H 5,75; N 19,99.
Dünnschichtchromatogramm: CHl₃ : CH₃OH=170 : 30
N.M.R. (CDCl₃) ppm:
2,42 3H 2
4,36 1H Breitband
4,74 2H s
8,3  1H s
8,38 1H s.
Das 2-Carbomethoxy-5-methyl-pyrazin-4-oxid, das als Ausgangsmaterial eingesetzt wird, wurde mit einer Ausbeute von 83% d. Th. aus 5-Methyl-2-pyrazinsäure-4-oxid durch Erhitzen am Rückfluß für 12 Stunden in wasserfreiem Methanol in Anwesenheit von Bortrifluoridätherat erhalten. F.p.: 146-1438°C.
Elementaranalyse: C₇H₈N₂O₃
Gef.: C 49,91; H 4,82; N 16,58;
Ber.: C 50,00; H 4,80; N 16,65.
Dünnschichtchromatogramm: CHCl₃ : CH₃OH : NH₂OH = 190 : 10 : 0,5, Rf = 0,61.
Verfahren B
Zu einer Lösung von 1,5 g 2-Carboxy-5-methyl-pyrazin-4-oxid in 80 ml Diäthylenglycoldimethyläther wurden bei 0°C und einer Stickstoffatmosphäre eine 1 M-Lösung von Diboran in 30 ml Tetrahydrofuran gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 3 Stunden bei 0°C und 1 Stunde bei Zimmertemperatur gehalten und hiernach wurde vorsichtig eine Lösung von 50 ml Äthanol und sodann 25 ml einer 0,5 M-Lösung von Pottasche in Alkohol gegeben. Die resultierende Lösung wurde unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft und der Rückstand mit Chloroform aufgenommen. Nach Verdampfen des Chloroforms zur Trockne wurden 1,2 g 2-Hydroxy-5-methyl- pyrazin-4-oxid erhalten.
Arzneimittelzubereitungen
Unter Anwendung üblicher pharmazeutischer Verfahrensweisen wurden Kapseln des folgenden Produktengemisches hergestellt:
2-Hydroxymethyl-5-methyl-pyrazin-4-oxid|200 mg
Stärke (F. U.) 40 mg
Mikrokristalline Cellulose 23 mg
Talk 8 mg
Magnesiumstearat 5 mg
Unter Anwendung üblicher pharmazeutischer Verfahrensweisen wurden Tabletten der folgenden Zusammensetzungen hergestellt:
2-Hydroxymethyl-5-methyl-pyrazin-4-oxid|200 mg
Mikrokristalline Cellulose 50 mg
Lactose 24 mg
Stärke (F. U.) 16 mg
Magnesiumstearat 12 mg

Claims (4)

1. 2-Hydroxymethyl-pyrazin-4-oxide der allgemeinen Formel I worin R C₁-C₆-Alkyl ist, sowie die pharmazeutisch annehmbaren Salze hiervon.
2. 2-Hydroxymethyl-5-methyl-pyrazin-4-oxid und die pharmazeutisch annehmbaren Salze hiervon.
3. Verfahren zur Herstellung der 2-Hydroxymethyl- pyrazin-4-oxide gemäß Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise eine Verbindung der allgemeinen Formel II worin R die im Anspruch 1 angegebene Bedeutung hat und X eine freie Carboxylgruppe, eine Carboxylatgruppe oder eine veresterte Carboxylgruppe ist, der Reduktion unterwirft und, falls erwünscht, die erhaltene Verbindung der Formel I in ein pharmazeutisch annehmbares Salz hiervon umwandelt.
4. Pharmazeutische Zubereitungen, enthaltend eine Verbindung gemäß Anspruch 1 oder 2 als Wirkstoff und pharmazeutisch annehmbare Trägermaterialien und/oder Verdünnungmittel.
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