DE2910824C2 - - Google Patents
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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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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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