DE3012306C2

DE3012306C2 -

Info

Publication number: DE3012306C2
Application number: DE3012306A
Authority: DE
Inventors: Umberto Mailand/Milano It Guzzi; Romeo Novate Milanese Mailand/Milano It Ciabatti
Original assignee: GRUPPO LEPETIT SpA MAILAND/MILANO IT
Current assignee: GRUPPO LEPETIT SpA MAILAND/MILANO IT
Priority date: 1979-04-10
Filing date: 1980-03-29
Publication date: 1990-03-22
Also published as: FR2510567B1; MX6595E; GB2046750A; DK151480A; AT370725B; SG44483G; MY8400336A; NO151363B; IE800723L; FR2510567A1; NL8002073A; SE465126B; US4547521A; DK155937C; GB2046750B; AU5656080A; FR2453850B1; NO151363C; FR2453850A1; CA1186305A

Description

Die Erfindung betrifft neue 16-Methoxy-16-methyl-prostaglandin- E₁-derivate, ein Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendung als Magenschutzmittel, wobei unter "Verwendung" sämtliche industriell anwendbaren Formen der Verwendung zu verstehen sind.

Die neuen Verbindungen gemäß der Erfindung sind 16-Methoxy- 16-methyl-prostaglandin-E₁-derivate der allgemeinen Formel

worin R einen C₁- bis C₄-Alkylrest oder ein nicht-toxisches, pharmazeutisch zulässiges Kation wie Na⁺, K⁺, das Ammoniumkation und dessen organische Derivate darstellt.

In obiger Formel bezeichnen gestrichelte Linien, daß der betreffende Substituent unter der Molekülebene liegt (α- Konfiguration), während eine dick ausgezeichnete Linie für einen Substituenten verwendet wird, der oberhalb der Molekülebene liegt (β-Konfiguration).

Die Prostaglandin-artigen Verbindungen obiger Formel besitzen zwei chirale Zentren in der unteren Seitenkette, das heißt, am C-15 und C-16. Daher können 4 verschiedene Isomere der Formel I auftreten, die gekennzeichnet sind durch folgende Konfigurationskombinationen am C-15 und C-16: (15-R, 16-S), (15-S, 16-R), (15-R, 16-R) und (15-S, 16-S).

Die erfindungsgemäßen Verbindungen besitzen bemerkenswerte antisekretorische Wirkung, insbesondere nach oraler Verabreichung, und sie zeigen auch bei sehr geringen oralen Dosen außergewöhnliche Zellschutzwirkung.

Die Prostaglandine stellen eine Gruppe von Naturstoffen dar, die intensiv untersucht wurden, da sie verschiedene pharmakologische Eigenschaften zeigen (Abort hervorrufend, antisekretorische, hypotensive, bronchienerweiternde Wirkung) und da sie an zahlreichen biologischen Vorgängen beteiligt sind (W. Losert et al., Arzneim. Forsch. Drug. Res. 25, Nr. 2, S. 135, 1975). Es gibt daher eine umfangreiche Literatur und zahlreiche Patente und Patentanmeldungen, die "synthetische" Prostaglandine betreffen, welche sich von den natürlich vorkommenden Prostaglandinen im Cyclopentanring und/oder einer der beiden Seitenketten unterscheiden (siehe zum Beispiel die GB-PS 14 09 841, 15 06 816 und 13 45 934, BE-PS 8 27 529 und US-PS 40 29 698). Ähnliche Verbindungen werden auch in US-PS 40 64 350 beschrieben, deren Herstellung nach dem dort beschriebenen Verfahren jedoch undurchführbar ist.

Die Prostaglandine der Formel I gemäß der Erfindung sind selbst neu, fallen jedoch unter die allgemeinen Formeln gemäß BE-PS 8 37 865 und GB-PS 14 95 152. In der genannten belgischen Patentschrift werden jedoch 16-Methyl-16-methoxy-prostaglandin- E₁-derivate mit gesättigter Bindung am C-5 nirgends beschrieben, und gemäß der GB-PS 14 95 152 werden nur zwei 16,16-Dimethyl- prostaglandine E hergestellt, in denen darüber hinaus die Methylengruppe in 17-Stellung durch ein Sauerstoffatom ersetzt ist, das seinerseits einen Propyl- oder Pentylrest trägt, wobei ferner stets eine cis-5-Doppelbindung vorliegt.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden nach bekannten Methoden der Prostglandinsynthese hergestellt, die in der BE-PS 8 37 865 ausführlich dargestellt werden. Die Ausgangsverbindung ist ein Cyclopentanaldehyd der Formel

worin R die vorstehend angegebene Bedeutung besitzt, während R₁ und R₂, unabhängig voneinander, Wasserstoff oder eine Schutzgruppe der Hydroxylfunktion darstellen. Vorzugsweise bedeutet R₁ für die Zwecke der Erfindung einen (C_2-4)aliphatischen Acylrest und R₂ Wasserstoff oder den Tetrahydro- 1H-pyran-2-ylrest. Der Ausgangsaldehyd kann nach literaturbekannten Methoden hergestellt werden (siehe zum Beispiel die BE-PS 8 07 161 und 8 37 855).

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Prostaglandin- artigen Verbindungen umfaßt als erste Stufe die Kondensation zwischen dem Aldehyd der obigen Formel II und einem Phosphonat der folgenden Formel

worin R₃ einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, unter Bildung eines Zwischenproduktes der Formel

worin R die vorstehend angegebene Bedeutung besitzt und R₁ und R₂, unabhängig voneinander, Wasserstoff oder Schutzgruppen der Hydroxylfunktion darstellen, wobei R₁ vorzugsweise ein (C_2-4)aliphatischer Rest und R₂ Wasserstoff oder der Tetrahydro-1H-pyran-2-ylrest ist.

Die Kondensation erfolgt im wesentlichen unter den aus der Literatur der Prostaglandinsynthese aus Cyclopentanaldehyd und Phosphorverbindungen bekannten Bedingungen. In der Praxis erfolgt sie in Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels wie zum Beispiel Tetrahydrofuran, Dimethoxyethan, Benzol, Dioxan oder dergleichen bei einer Temperatur zwischen 0 und 80°C.

Zur Ausführung der Kondensation muß das Phosphonat in das entsprechende Anion überführt werden, und zu diesem Zweck verwendet man etwa 1 Mol-Äq. (berechnet für das Phosphonat der Formel III) eines Alkalimetallhydrids. Das Phosphonat der Formel III besitzt ein chirales Zentrum (in Formel III durch ein Sternchen gekennzeichnet) und kann in optisch aktiver Form oder als Gemisch der beiden möglichen Isomeren eingesetzt werden. Die Kondensation zwischen dem Aldehyd der Formel II und einem Gemisch der beiden Isomeren des Phosphonats der Formel III liefert daher ein Gemisch der beiden möglichen Isomeren der Formel IV mit entgegengesetzter absoluter Konfiguration (R oder S) am C-16, während bei Verwendung einer optisch aktiven Form des Phosphonats III man eine Verbindung der Formel IV mit bestimmter Konfiguration am C-16 (R oder S) erhält. Entsteht ein Gemisch der beiden möglichen Isomeren am C-16, so kann dieses nach bekannten Methoden in die beiden isomeren Formen zerlegt werden, beispielsweise chromatographisch. Jedenfalls, auch wenn nicht absolut notwendig, empfiehlt es sich, die Trennung in die einzelnen Isomeren vor der Weiterverarbeitung der Zwischenprodukte IV auszuführen. Die zweite Stufe der Reaktionsfolge besteht in der Reduktion der 15-Ketoverbindung zum entsprechenden 15-Hydroxyderivat mit üblicherweise verwendeten Reduktionsmitteln wie Natriumborhydrid, Zinkborhydrid, Diphenylzinnhydrid oder Lithiumtrialkylborhydrid.

Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die Reduktion der Oxogruppe am C-15 die Einführung eines weiteren chiralen Zentrums bedeutet und daß, wie erwähnt, die Reduktion zweckmäßigerweise gesondert mit den beiden möglichen Isomeren der Formel IV ausgeführt wird, so erhält man aus jedem der C-16-Isomeren ein Gemisch aus zwei Produkten der Formel V mit gleicher Konfiguration am C-16 (R oder S) und entgegengesetzten Konfigurationen (R und S) am C-15:

Das so erhaltene Gemisch der beiden Isomeren der Formel V kann in den folgenden Stufen als solches verwendet werden oder man kann es in die beiden Isomeren zerlegen, die dann getrennt den gleichen Reaktionen unterworfen werden. Im ersteren Fall erhält man ein Gemisch aus Endprodukten der Formel I, das, falls erwünscht, in die Einzelkomponenten zerlegt werden kann, während im letzteren Fall die Verwendung eines einzelnen Isomeren bestimmter absoluter Konfiguration am C-15 und C-16 zu nur einem der möglichen Isomeren der Formel I führt.

Es wurde beobachtet, daß man bei Durchführung der Reduktion an einer Verbindung der Formel IV, worin R₂ Wasserstoff bedeutet und vorzugsweise das Kohlenstoffatom in 16-Stellung eine der zwei möglichen absoluten Konfigurationen hat, die beiden C-15-Isomeren in erheblich verschiedenen Mengen erhalten werden.

Gelegentlich wird eines der C-15-Isomeren und im allgemeinen das stärker polare in sehr geringen Mengen gebildet. Überraschend wurde gefunden, daß bei Ausführung der Reduktion mit einer Verbindung der Formel IV, worin R₂ eine Schutzgruppe der Hydroxylfunktion darstellt und vorzugsweise den Tetrahydro-1H-pyran-2-ylrest, die beiden Isomeren in etwa gleichen Mengen gebildet werden. In diesem Fall führt die anschließende Trennung nach bekannten Methoden, zum Beispiel durch Silicagel-Säulenchromatographie oder präparative Dünnschichtenchromatographie unter Verwendung von Silicagelplatten zu zwei einzelnen Produkten der Formel V, worin die Hydroxylgruppe in 11-Stellung geschützt ist, vorzugsweise als Tetrahydro-1H-pyran-2-yl-äther. Je nach der Konfiguration am C-16 kann es jedoch erforderlich sein, vor der Ausführung der chromatographischen Trennung die freie Hydroxylfunktion in 11-Stellung wiederherzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine molare Menge der Verbindung der Formel IV, worin R₁ eine Schutzgruppe der Hydroxylfunktion bedeutet, vorzugsweise einen (C_2-4)aliphatischen Acylrest und R₂ Wasserstoff darstellt und die eine bestimmte absolute Konfiguration am C-16 besitzt, mit etwa 2 bis 3 Mol 2,3-Dihydrofuran in Gegenwart eines wasserfreien inerten organischen Lösungsmittels wie Benzol und einer katalytischen Menge p-Toluolsulfonsäure umgesetzt. Die Reaktion läuft bei Raumtemperatur ab und dauert etwa 5 bis etwa 20 Minuten. Man erhält eine Verbindung der Formel IV, worin R die vorstehend angegebene Bedeutung besitzt, R₁ eine Schutzgruppe der Hydroxylfunktion und vorzugsweise ein (C_2-4)aliphatischer Acylrest und R₂ der Tetrahydrofuran- 1H-pyran-2-ylrest ist.

Die anschließende Reduktion der Oxogruppe am C-15 führt zur entsprechenden Verbindung der Formel V (als Gemisch der beiden möglichen Isomeren am C-15), worin R₂ den Tetrahydro-1H-pyran-2-ylrest bedeutet. Falls erwünscht, kann man das so erhaltene Gemisch nach den vorstehend beschriebenen Methoden in die einzelnen C-15-Isomeren zerlegen. Das Gemisch oder die einzelnen Isomeren werden dann weiter umgesetzt zu den Endprodukten der Formel I. Die Stufen, die, ausgehend von einer Verbindung der Formel V, zum Endprodukt I führen, bestehen im Schutz der Hydroxylgruppe in 11- und 15-Stellung durch Umsetzung mit einem geeigneten Reagens, vorzugsweise 3,4-Dihydro-2H-pyran, Hydrolyse der so erhaltenen, in 11- und 15-Stellung geschützten Verbindung der Formel V unter milden Bedingungen, zum Beispiel mit Natrium- oder Kaliumcarbonat, falls R₁ ein (C_2-4)aliphatischer Acylrest ist, unter Wiederherstellung der freien Hydroxylgruppe in 9- Stellung, der anschließenden Oxydation der Hydroxylgruppe zur Oxogruppe nach üblichen Oxydationsverfahren (zum Beispiel mit Collins-Reagens oder dem Pyridin/Chromoxid-Komplex) und schließlich der Entfernung der Schutzgruppen in 11- und 15-Stellung.

Bestehen die Schutzgruppen der Hydroxylfunktion in 11- und 15-Stellung aus Tetrahydro-1H-pyran-2-ylresten, so erfolgt ihre Entfernung vorzugsweise durch saure Hydrolyse mit einem Gemisch aus Essigsäure, Wasser und Tetrahydrofuran (Volumenverhältnis 19 : 11 : 3) bei einer Temperatur von 40 bis 45°C. Werden diese Reaktionen mit einem Gemisch von Verbindungen der Formel V mit gleicher absoluter Konfiguration am C-16 und entgegengesetzten Konfigurationen am C-15 ausgeführt, so erhält man ein Gemisch der beiden Verbindungen der Formel I, das heißt, von Isomeren am C-15. Falls erwünscht, kann dieses Gemisch in die einzelnen Isomeren zerlegt werden unter Anwendung üblicher chromatographischer Verfahren der oben beschriebenen Art.

Die Phosphorverbindungen der Formel III werden hergestellt, indem man einen niederen Alkylester der Methylphosphonsäure der Formel VI

worin R₃ einen C₁- bis C₄-Alkylrest bedeutet, mit einem niederen Alkylester der α-Methyl-α-methoxyhexansäure (oder dem entsprechenden Säurechlorid) der Formel VII

worin X -OR₃ oder -Cl bedeutet, kondensiert.

Dieses Verfahren besteht darin, daß man zunächst das Methylphosphonat der Formel VI mit Butyllithium bei -78°C in Tetrahydrofuran in das entsprechende Anion überführt und dieses dann mit der Verbindung der Formel VII etwa 1 Std. bei der gleichen Temperatur in Berührung bringt. Strebt man eine optisch aktive Form des Phosphonats der Formel III an, so wird das Racemat der α-Methyl-α-methoxyhexansäure zunächst nach konventionellen Verfahren in die beiden Antipoden zerlegt, zum Beispiel unter Verwendung einer optisch aktiven Base wie Ephedrin, Atropin oder Amphetamin, wobei man die entsprechenden Salze erhält, die durch fraktionierte Kristallisation voneinander getrennt werden.

Die getrennten Antipoden werden dann in die entprechenden optisch aktiven Ester oder Säurechloride der Formel VII überführt, die ihrerseits mit dem Methylphosphonat der Formel VI kondensiert werden.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind wirksame Inhibitoren der Magensekretion, auch bei oraler Verabreichung an Laboratoriumstiere. Das Ausmaß dieser biologischen Wirkung war auch vom Fachmann nicht vorhersehbar, wenn man bedenkt, daß die entsprechenden Verbindungen mit einer 5-Doppelbindung, die in der BE-PS 8 37 865 beschrieben werden, bei oraler Verabreichung erheblich weniger wirksam sind; vgl. nachfolgende Tabelle:

Es wurde also gefunden, daß eine geringfügige Abwandlung in der Struktur dieser Verbindungen zu bemerkenswerten und günstigen Veränderungen der biologischen Wirksamkeit führt. Die antisekretorischen Eigenschaften dieser Verbindungen bei oraler Verabreichung wurden bewertet auf der Basis ihrer Wirksamkeit bei der Inhibierung der durch Histamin bei Hunden verursachten Hyperacidität. Histamin, ein wirkungsvoller Anreger der Magensekretion (vergleiche Bertaccini et al., Eur. Journ. Pharmacol., 28, 360, 1974) wird während der Versuche durch kontinuierliche Infusion intravenös verabreicht.

Beim Versuch wird eine Gruppe von 5 Bastardhunden verwendet. Mit den Hunden wird eine Magenoperation nach der Vorschrift von Bertaccini et al., loc. cit., ausgeführt, wobei jedes Tier eine an Nerven angeschlossene Hauptmagen-Fistel (G.F.) und eine denervierte Magen- oder Haidenhain-Tasche (H.P.) erhielt. Hauptmagen und Haidenhain-Tasche wurden mit einer Kanüle ausgestattet, durch die Magensaft aufgrund der Schwerkraft nach außen gelangen kann.

Die Magensäfte wurden dann gesondert mit 0,1 n-Natriumhydroxidlösung automatisch titriert (Radiometer Copenhagen). Die 5 Hunde wurden nach einer Genesungszeit von 4 bis 5 Wochen zunächst mit dem sekretionsfördernden Mittel allein (die Histamindosen wurden alle 30 min zunehmend gesteigert von einem Minimum von 40 bis zu einem Maximum von 320 µg/kg/h) behandelt, um die Magensäuresekretion sowohl in der G.F. als auch der H.P. anzuregen. Alle 30 min wurde die Säureabgabe aus G.F. und H.P. gesammelt und wie beschrieben titriert. Die dabei erzielten Werte (ein Wert als Mittel der 5 Hunde) wurden als Vergleichswerte betrachtet. Um die orale antisekretorische Wirkung der erfindungsgemäßen Verbindungen zu ermitteln, wurden diese durch Magensonde in bestimmter Menge, ausgedrückt in µg/kg/h, gelöst in 1 ml physiologischer Kochsalzlösung, 60 min vor dem sekretionsanregenden Mittel in den Hauptmagen befördert. Das die Magen-Hypersekretion verursachende Mittel wurde intravenös durch kontinuierliche Infusion in den angegebenen Dosen zugeführt, und alle 30 min wurden die Magensäfte sowohl aus G.F. als auch H.P. gesammelt und titriert. Auf diese Weise kann man durch einfache Berechnungen die prozentuale Inhibierung der Magensäuresekretion bei bestimmten Dosen von Histamin und Wirkstoff ermitteln.

Die mit der Verbindung von Beispiel 1 ([α]=-44,7°) erzielten Ergebnisse zeigen, daß sehr niedrige Mengen von 25 bis 100 µg/kg/h die Hyperacitität, verursacht durch Histaminmengen von 40 bis 160 µg/kg/h um etwa 95 bis etwa 35% (berechnet gegen Vergleichsversuch) in der G.F. und um etwa 60 bis etwa 30% in der H.P. senken. Unter den gleichen Versuchsbedingungen sind die Verbindungen mit einer Doppelbindung am C-5 nahezu inaktiv. Ein weiterer, unter gleichen Bedingungen durchgeführter Versuch, jedoch mit Histaminverabreichung in festgelegter Dosis von 160 µg/kg/h anstelle von steigenden Dosen, zeigte, daß die Verbindung von Beispiel 1 mit [α]=-44,7° die Magensekretion um etwa 60% blockiert, während entsprechende Verbindungen mit einer Doppelbindung am C-5 inaktiv sind. Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind wirkungsvolle Inhibitoren der Magenhypersekretion auch bei intravenöser Verabreichung. Dies wurde bestätigt durch Auswertung der Effekte auf die durch Histamin verursachte Magenhypersekretion, die bei einmaliger intravenöser Verabreichung erfindungsgemäßer Verbindungen an anästhetisierte Ratten erzielt werden. Die Versuche erfolgten im wesentlichen nach der Methode von Ghosh und Schild, Brit. J. Pharm. (1958), 13, 54-61. Nach dieser Methode wird die Ratte mit Urethan anästhetisiert, der Magen wird mit verdünnter Natriumhydroxidlösung (N/4000 NaOH in einer Menge von etwa 1 ml/min) mit Hilfe der Magensonde perfundiert, und der pH-Wert der aus einer Kanüle im Pylorus austretenden Flüssigkeit wird kontinuierlich aufgezeichnet durch eine Glaselektrode, die mit einem direkt anzeigenden pH-Meter und einem Schreiber verbunden ist. Beim Passieren des Magens sammelt das Perfundat genügend Puffer, um als nahezu lineares Puffersystem über den relevanten Bereich zu wirken, so daß die pH-Änderung ein Maß der Säuresekretion wird.

Wird die N/4000 NaOH-Lösung nach Passieren des unstimulierten Magens gesammelt, so liefert sie einen Anfangswert von etwa 6 bis 6,5 (pH_{unstimulierter Magen}). Ein Sekretionsstimulans, in vorliegendem Fall Histamin, wird dann intravenös durch kontinuierliche Infusion in einer Menge von 1,5 mg/kg/h verabreicht. Wenige Minuten danach beginnt der pH-Wert abzufallen, und nach etwa 10 bis 20 min erreicht der sekretorische Effekt sein Maximum und der pH-Wert sein Minimum (pH_{Histamin-
stimulierter Magen}), der aufgrund der kontinuierlichen Histamininfusion konstant bleibt. Die zu testenden Verbindungen werden dann intravenös verabreicht, und der pH-Wert wird kontinuierlich aufgezeichnet. Berücksichtigt man den höchsten aufgezeichneten pH-Wert, der die maximale, durch die Testverbindung erzielte antisekretorische Wirkung markiert (pH_M.A.E.), und unter Anwendung folgender Gleichung

kann die prozentuale Inhibierung der Magensekretion leicht berechnet werden. Ein Effekt von 100% bedeutet, daß die getestete Verbindung bei der getesteten Dosis den pH-Wert des Histamin- stimulierten Magens auf den Anfangswert des unstimulierten Magens zurückbringt, während ein Effekt von 0% bedeutet, daß die Verabreichung die durch Histamin verursachte Magensekretion nicht verringert.

Bei repräsentativen Versuchen mit der Verbindung von Beispiel 1 mit [α]=-44,7° wurden folgende Ergebnisse erzielt:

Dosis (µg/kg)
% Inhibierung der Magensäuresekretion
2,5
15
10	63
20	90
50	100

Weitere Versuche zeigten, daß die erfindungsgemäßen Verbindungen auch bemerkenswerte Zellschutzwirkung ausüben, die bei sehr niedrigen oralen Dosen auftritt. Die Zellschutzwirkung der erfindungsgemäßen Verbindungen wurde bewertet aufgrund ihrer Wirkung bei der Inhibierung der Bildung oder Verminderung von Magengeschwüren bei Ratten, die durch Verabreichung einer hohen oralen Dosis 1-(p-Chlorbenzoyl)-5-methoxy-2-methyl-3-indolyl- essigsäure (Indomethacin) hervorgerufen wurden, welche weit unter den Dosen liegt, die die Inhibierung der Magensäuresekretion verursacht. Bei diesen Versuchen wurden die Ratten einen Tag vor Versuchsbeginn ohne Futter gelassen, jedoch erhielten sie Wasser ad libitum. Die zu testenden Verbindungen wurden oral in Form einer Suspension in 0,5%iger wäßriger Methocel-Lösung (5 Tiere/Dosis) verabreicht, während Indomethacin intraperitoneal in einer Menge von 10 000 mg/kg im gleichen Träger gegeben wurde. Eine weitere Gruppe von Ratten (Vergleichstiere) erhielt nur das ulcerogene Mittel. Die Zellschutzwirkung der erfindungsgemäßen Verbindungen wurde dann ausgedrückt als "prozentuale Inhibierung der Geschwüre, bezogen auf die Vergleichstiere", die sich leicht wie folgt berechnen läßt:

wobei A.U.D._{(Vergleichstiere)} den mittleren Geschwürbildungsgrad in den Mägen der Vergleichstiere und A.U.D._{(behandelte Tiere)} den mittleren Geschwürbildungsgrad in den Mägen der Tiere bedeutet, die sowohl Indomethacin als auch die Testverbindung erhielten.

Die A.U.D.-Werte wurden nach der Methode von Thuillier et al., Chim. Ther., 3, 53, 1968, berechnet, wobei die Mägen der Laboratoriumstiere auf mögliche Geschwürbildung untersucht und nach einer Skala von 0 bis 4 bewertet wurden, je nach Anzahl und Schwere der gefundenen Geschwüre: 0 bedeutet jegliche Abwesenheit von Geschwüren auf der Magenwand, und 4 bedeutet durchbrechende Geschwüre. Ein einziger Geschwürbildungsgrad (S.U.D.) wird dann für jeden Magen berechnet. Die Summe der S.U.D.-Werte, dividiert durch die Anzahl der Tiere, ergibt den A.U.D. der Mägen jeder Gruppe von Tieren.

In diesen Versuchen erwies sich die Verbindung von Beispiel 1 mit [α]=-44,7°als sehr aktiv, auch in sehr niedrigen Dosen. Tatsächlich war bei einer Dosis von 3 µg/kg (niedrigste getestete Dosis) die prozentuale Inhibierung der Geschwüre gegenüber den Vergleichstieren etwa 43, während die ED₅₀ (das heißt die Dosis, die eine Inhibierung gegenüber den Vergleichstieren um 50% erzeugt) durch Extrapolation berechnet 6 µg/kg betrug.

Es ist daher klar, daß die hauptsächliche Schutzwirkung auf die Magenschleimhaut, die diese Verbindungen ausüben, nach ein oder mehreren Mechanismen verläuft, die von der Inhibierung der Säuresekretion unabhängig sind, da die Ergebnisse dieses letzten Versuches zeigen, daß diese Verbindung in Dosen Schutzwirkung ausübt, die zu einer erheblichen Inhibierung der Säuresekretion viel zu niedrig sind.

Aus diesen Ergebnissen resultiert also, daß die erfindungsgemäßen Prostaglandine brauchbar sind bei Säugetieren zur Verminderung und Steuerung übermäßiger Magensäuresekretion, ferner, auch bei sehr niedrigen Dosen, zur Ausübung einer Schutzwirkung auf die Magenschleimhaut, wodurch Magen- und Darmgeschwüre vermindert und vermieden werden. Ein weiterer Gegenstand vorliegender Erfindung sind daher pharmazeutische oder tiermedizinische Zubereitungen, die ein Prostaglandin-artiges Derivat der Formel I als Wirkstoff enthalten.

Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen ist der bevorzugte Weg der Verabreichung die orale Gabe in Form von Kapseln, beschichteten Tabletten oder Sirups. Falls gewünscht, können parenteral verabreichbare Dosierungsformen in Ampullen für Injektionszwecke hergestellt werden. Die pharmazeutischen Dosierungsformen werden in bekannter Weise formuliert, siehe zum Beispiel Remington's Pharmaceutical Sciences, 13. Auflage, Mack Publishing Co., Easton, Pennsylvania, und nach bekannten Verfahren hergestellt. Sie können etwa 5 bis etwa 100 µg und vorzugsweise etwa 10 bis etwa 60 µg Wirkstoff enthalten. Außer dem therapeutischen Wirkstoff können die Kapseln und beschichteten Tabletten übliche pharmazeutisch zulässige Streckmittel wie inerte Verdünnungsmittel, Gleitmittel und Sprengmittel enthalten. Sirups können konventionelle Suspendiermittel, Netzmittel, Puffer, Aromen und Konservierungsmittel enthalten. Das Dosierungsschema hängt bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Prostaglandin-artigen Verbindungen zur Magenschutzwirkung von verschiedenen Faktoren ab, wie Typ, Alter und Gewicht des Säugetieres. Gute Ergebnisse werden jedoch erzielt, wenn man die erfindungsgemäßen Prostaglandinverbindungen in Tagesdosen zwischen etwa 10 und etwa 300 µg gibt, vorzugsweise in mehreren Einzeldosen. Selbstverständlich kann auch eine über dem angegebenen Bereich liegende Tagesdosis bei entsprechenden Bedingungen gegeben werden.

Beispiel 11α,15-Dihydroxy-16-methoxy-16-methyl-9-oxo-prosta-13(E)-en-1-säure-met-hylester (15-R, 16-R) und (15-S, 16-R) oder (15-R, 16-S) und (15-S, 16-S)

A. Zu einem Gemisch aus 770 mg einer 81,1%igen Suspension von Natriumhydrid in Mineralöl (0,026 Mol) und 30 ml wasserfreiem Dimethoxyethan wird eine Lösung von 8 g (0,030 Mol) optisch aktivem 3-Methoxy-3-methyl-2-oxo-heptylphosphonsäure- dimethylester mit [α]=+41,2° (C=1% in CHCl₃) in 40 ml Dimethoxyethan zugetropft. Das resultierende Gemisch wird 15 min bei Raumtemperatur stehengelassen, dann wird eine Lösung von 4,08 g (0,013 Mol) 7-(5α-Acetoxy-2b-formyl-3α- hydroxy-cyclopent-1α-yl)heptansäure-methylester in 50 ml wasserfreiem Dimethoxyethan allmählich zugegeben. Nach 6stündigem Stehen bei Raumtemperatur wird das Reaktionsgemisch in eine gesättigte wäßrige NaH₂PO₄-Lösung gegossen, dann wird mit Ehtyläther extrahiert. Der organische Extrakt wird über Magnesiumsulfat getrocknet und zur Trockene eingeengt. Der Rückstand wird durch Silicagel-Säulenchromatographie gereinigt unter Eluieren mit Ethyläther/Petroläther im Volumenverhältnis 1 : 1. Die Ausbeute an 9α-Acetoxy-11α-hydroxy-16- methoxy-16-methyl-15-oxo-prosta-13(E)-en-1-säure-methylester, worin am C-16 die absolute Konfiguration R oder S vorliegt, beträgt 3,9 g; [α]=+53,8° (C=0,81% in CHCl₃); NMR-Absorptionspeaks in CDCl₃ (δ): 0,89; 1,1-2,1; 1,29; 2,08; 2,30; 2,4-2,6; 3,21; 3,68; 4,11; 5,23; 6,87.

B. Ein Gemisch aus 5 g (0,0113 Mol) 9α-Acetoxy-11α-hydroxy- 16-methoxy-16-methyl-15-oxo-prosta-13(E)-en-1-säure- methylester (Herstellung siehe Absatz A), in 150 ml wasserfreiem Benzol gelöst, 2,6 ml (0,0285 Mol) 2,3-Dihydropyran und 70 mg p-Toluolsulfonsäure in 50 ml wasserfreiem Benzol wird bei einer Temperatur zwischen 5 und 10°C hergestellt und dann etwa 10 min bei Raumtemperatur gehalten. Das Reaktionsgemisch wird zuerst mit wäßriger gesättigter Natriumbicarbonatlösung und dann mit Wasser gewaschen. Nach dem Abdunsten des Lösungsmittels erhält man einen Rückstand, der durch Silicagel-Säulenchromatographie gereinigt wird unter Eluieren mit Petroläther/Ethyläther im Volumenverhältnis 7 : 3. Die Ausbeute beträgt 5 g 9α-Acetoxy-16-methoxy-16-methyl-15- oxo-11α-[(tetrahydro-1H-pyran-2-yl)oxy]-prosta-13(E)-en-1- säure-methylester, worin das Kohlenstoffatom in 16-Stellung R- oder S-Konfiguration besitzt; NMR-Absorptionspeaks in CDCl₃ (δ): 0,88; 1,1-3,0; 1,25; 2,06; 3,23; 3,3-4,8; 3,72; 5,20; 6,8-7,1.

C. Zu einer Lösung von 13,5 g Natriumborhydrid in 400 ml Methanol, die auf -20°C abgekühlt ist, wird eine Lösung von 5 g (0,0093 Mol) 9α-Acetoxy-16-methoxy-16-methyl-15- oxo-11α-[tetrahydro-1H-pyran-2-yl)oxy]-prosta-13(E)-en-1-säure- methylester (Herstellung siehe Absatz B) zugetropft.

Die resultierende Lösung wird etwa 2 Std. bei -20°C gehalten und dann in eine wäßrige gesättigte NaH₂PO₄-Lösung gegossen, die anschließend mit Ethyläther extrahiert wird. Der organische Extrakt wird über Natriumsulfat getrocknet und zur Trockene eingeengt, wobei man einen Rückstand gewinnt, der ein Gemisch der beiden möglichen Isomeren am C-15 des 9a-Acetoxy-15- hydroxy-16-methoxy-16-methyl-11α-[(tetrahydro-1H-pyran-2-yl)- oxy]-prosta-13(E)-en-1-säure-methylesters ist. Diese Isomeren werden getrennt, indem man zunächst mit Petroläther/Ethyläther im Volumenverhältnis 8 : 2 eluiert, um das rohe Gemisch zu reinigen, dann erfolgt Eluieren mit Petroläther/Ethyläther im Volumenverhältnis 6 : 4.

Das zunächst eluierte Produkt (2,05 g reines Produkt, weniger polares Isomer) besitzt folgendes NMR-Spektrum: Haupt-Absorptionspeaks in CDCl₃: 0,90; 1,13; 1,1-2,9; 2,07; 3,28; 2,5-4,3; 3,73; 4,67; 5,20; 5,7-5,9 δ.

Das an zweiter Stelle eluierte Produkt (2,1 g reines Produkt, stärker polares Isomer) besitzt folgendes NMR-Spektrum in CDCl₃: 0,93; 1,07; 1,1-2,9; 2,07; 3,28; 3,2-4,2; 3,72; 4,67; 5,20; 5,7-5,9 δ.

Die so erhaltenen beiden Produkte haben gleiche absolute Konfiguration am C-16 (R oder S) und entgegengesetzte Konfiguration am C-15. Sie stellen daher ein Isomerenpaar mit folgenden absoluten Konfigurationen an C-15 und C-16 dar: (15-R, 16-R) und (15-S, 16-R) oder (15-R, 16-S) und (15-S, 16-S).

Die folgenden chemischen Umwandlungen, die zu den Endprodukten der Formel I führen, verändern die Stereochemie an C-15 und C-16 nicht.

D. 2,1 g des stärker polaren Isomeren 8α-Acetoxy-15-hydroxy- 16-methoxy-16-methyl-11α-[(tetrahydro-1H-pyran-2-yl)oxy]- prosta-13(E)-en-1-säure-methylesters (Herstellung siehe Absatz C) werden in 150 ml wasserfreiem Benzol gelöst. Nach dem Abkühlen werden 1,3 ml (0,0142 Mol) 2,3-Dihydropyran und eine Lösung von 75 mg p-Toluolsulfonsäure in 40 ml wasserfreiem Benzol zugegeben, nach 15 min wird die Lösung in wäßrige Natriumbicarbonatlösung gegossen. Die organische Phase wird abgetrennt, über Natriumsulfat getrocknet und zur Trockene eingeengt. Der Rückstand wird durch Silicagel-Säulenchromatographie gereinigt unter Eluieren mit Petroläther/Ethyläther im Volumenverhältnis 7 : 3. Dabei werden 2,1 g 9α-Acetoxy-16- methoxy-16-methyl-11α,15-bis-[(tetrahydro-1H-pyran-2-yl)oxy]- prosta-13(E)-en-1-säure-methylester erhalten, worin die Kombination der absoluten Konfigurationen an C-15 und C-16 eine von vier Möglichkeiten bildet. NMR-Spektrum (CDCl₃): 0,92; 1,12; 1,15; 1,1-3,0; 2,07; 3,25; 3,32; 3,2-4,2; 3,70; 4,5-5,2; 5,3-5,6 δ.

Die so erhaltene Verbindung wird in 200 ml wasserfreiem Methanol gelöst, und zur resultierenden Lösung werden 2,1 g wasserfreies Kaliumcarbonat zugegeben. Nach 24stündigem Rühren bei Raumtemperatur wird das Gemisch in gesättigte wäßrige NaH₂PO₄-Lösung gegossen, die anschließend mit Ethyläther extrahiert wird. Die organische Phase wird abgetrennt, über Natriumsulfat getrocknet und zur Trockene eingeengt. Dabei erhält man 1,95 g 9α-Hydroxy-16-methoxy-16-methyl-11α,15-bis-[(tetrahydro-1H- pyran-2-yl)oxy]-prosta-13(E)-en-1-säure-methylester (reines Produkt); NMR-Spektrum in CDCl₃ (δ): 0,92; 1,0-2,9; 1,10; 1,13; 3,25; 3,32; 3,2-4,4; 4,6-5,0; 5,4-5,9.

E. Ein Gemisch aus 6,38 g Celite, 7,25 g Collins-Reagens (Py₂ · CrO₃) und 1,95 g 9α-Hydroxy-16-methoxy-16-methyl-11α, 15-bis-[(tetrahydro-1H-pyran-2-yl)oxy]-prosta-13(E)-en-1- säure-methylester in 180 ml Methylenchlorid wird etwa 1 Std. bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wird in 1200 ml Ethyläther gegossen und durch Celite filtriert. Das Filtrat wird mit Aktivkohle entfärbt und zur Trockene eingeengt, Ausbeute 1,77 g 16-Methoxy-16-methyl-9-oxo-11α,15-bis-[(tetrahydro-1H- pyran-2-yl)oxy]-prosta-13(E)-en-1-säure-methylester. NMR-Spektrum in CDCl₃: 0,93; 1,0-2,9; 1,12; 1,15; 3,1-4,9; 3,25; 3,32; 3,70; 5,4-5,8 δ.

F. Das so erhaltene Produkt (1,77 g) wird in 100 ml einer Lösung aus Essigsäure, Wasser und Tetrahydrofuran im Volumenverhältnis 19 : 11 : 3 suspendiert. Nach 2stündigem Rühren bei 45°C wird das Gemisch mit Wasser verdünnt, und der pH-Wert wird durch Zusatz von Natriumbicarbonat auf 7,2 eingestellt.

Das Gemisch wird mit Ethyläther extrahiert und dann abgedunstet, wobei man 1,19 g Rohprodukt erhält, das durch Silicagel- Säulenchromatographie unter Eluieren mit Ethyläther gereinigt wird.

Man erhält 780 mg reinen 11α,15-Dihydroxy-16-methoxy-16-methyl- 9-oxo-prosta-13(E)-en-1-säure-methylester, worin die Kohlenstoffatome in 15- und 16-Stellung eine von vier möglichen Kombinationen absoluter Konfigurationen aufweisen, das heißt (15-R, 16-R) oder (15-R, 16-S) oder (15-S, 16-R) oder (15-S, 16-S). Die Verbindung besitzt folgende Eigenschaften: [α]=-44,7° (C=0,98% in CHCl₃). NMR in CDCl₃: 0,92; 1,1-1,7; 1,11; 1,9-2,8; 2,29; 3,1-3,3; 3,24; 3,63; 4,07; 4,12; 5,69 δ.

Die Verbindung ist ein einheitliches Produkt, wie durch Differentialcalorimetrie erwiesen, und schmilzt bei 40 bis 48°C.

G. Geht man vom weniger polaren Isomeren des 9α-Acetoxy-15- hydroxy-16-methoxy-16-methyl-11α-[(tetrahydro-1H-pyran- 2-yl)oxy]-prosta-13(E)-en-1-säure-methylesters (Herstellung siehe Absatz C) aus, so erhält man beim Nacharbeiten der Vorschrift von Absatz D, E und F 380 mg 11α,15-Dihydroxy-16- methoxy-16-methyl-9-oxo-prosta-13(E)-en-1-säure-methylester mit gleicher absoluter Konfiguration wie die in Absatz F erhaltene Verbindung am C-16, jedoch entgegengesetzter absoluter Konfiguration am C-15. Die Verbindung besitzt folgende Eigenschaften: [α]=-79,6° (C=1% CHCl₃). NMR-Spektrum in CDCl₃: 0,92; 1,1-1,7; 1,17; 1,9-2,8; 2,29; 3,26; 3,69; 4,10; 4,17; 5,75 δ.

Beispiel 2 11α,15-Dihydroxy-16-methoxy-16-methyl-9-oxo-prosta-13(E)-en-1-säuremeth-ylester (15-R, 16-S) und (15-S, 16-S) oder (15-R, 16-R) und (15-S, 16-R)

Arbeitet man nach der Vorschrift von Beispiel 1, jedoch ausgehend vom optischen Antipoden des in Absatz A verwendeten Phosphonats ([α]=-41,3° (C=1% in CHCl₃)), so erhält man die zwei anderen möglichen Isomeren des 11α,15-Dihydroxy-16-methoxy- 16-methyl-9-oxo-prosta-13(E)-en-1-säure-methylesters der Formel I. Diese beiden Isomeren haben gleiche absolute Konfiguration am C-16, die der C-16-Konfiguration der beiden Isomeren von Beispiel 1 entgegengesetzt ist, und entgegengesetzte Konfigurationen am C-15.

A. Kondensiert man 5 g (0,0188 Mol) 3-Methoxy-3-methyl-2-oxo- heptylphosphonsäure-dimethylester mit [α]=-41,3° (C=1% in CHCl₃) mit 2,5 g (0,0080 Mol) 7-(5α-Acetoxy-2β-formyl)- 3α-hydroxy-cyclopent-1α-yl)-heptansäure-methylester nach der Vorschrift von Absatz A aus Beispiel 1 und arbeitet man dann nach der Vorschrift von Beispiel 1, Absatz B und C, weiter, so erhält man ein Gemisch (2,65 g Rohprodukt) der beiden Isomeren am C-15 des 9α-Acetoxy-15-hydroxy-16-methoxy-16-methyl-11α- [(tetrahydro-1H-pyran-2-yl)oxy]-prosta-13(E)-en-1-säure-methylesters-. NMR-Spektrum in CDCl₃: 0,91; 1,0-2,6; 1,06; 1,07; 1,13; 1,14; 2,06; 2,29; 3,22; 3,24; 3,3-4,2; 3,68; 4,5-4,6; 5,13; 5,5-5,7 δ.

B. Das Gemisch der beiden Isomeren am C-15 (2,65 g) wird hydrolysiert, indem man es 90 min bei 45°C mit 78 ml einer Lösung aus Essigsäure, Wasser und Tetrahydrofuran im Volumenverhältnis 19 : 11 : 3 behandelt. Das Reaktionsgemisch wird mit Natriumbicarbonat neutralisiert und mit Äther extrahiert. Nach dem Einengen des organischen Extraktes zur Trockene erhält man 2,55 g eines Rohproduktes, das ein Gemisch aus den beiden C-15-Isomeren des 9α-Acetoxy-11α,15-dihydroxy-16-methoxy- 16-methyl-prosta-13(E)-en-1-säure-methylesters darstellt. Die reinen Isomeren werden erhalten durch Zerlegen des Gemisches durch Silicagel-Säulenchromatographie unter Eluieren mit Ethyläther. Das zuerst eluierte Produkt ist das weniger polare Isomer (860 mg) mit folgenden Eigenschaften: [a]=+17,3° (C=0,95% CHCl₃). NMR-Spektrum in CDCl₃: 0,92; 1,05; 1,1-2,6; 2,07; 2,29; 3,23; 3,68; 3,93; 4,15; 5,19; 5,63 δ. Das an zweiter Stelle eluierte Produkt ist das stärker polare Isomer (Ausbeute 870 mg) mit folgenden Eigenschaften: [α]=+45,3° (C=0,76% in CHCl₃). NMR-Spektrum in CDCl₃: 0,91; 1,0-1,7; 1,13; 2,07; 2,2-3,0; 2,29; 3,25; 3,68; 3,89; 4,15; 5,17; 5,53; 5,71 δ.

C. Ein Gemisch aus 870 mg (0,00191 Mol) des stärker polaren Isomeren (Herstellung siehe Absatz B) in 130 ml wasserfreiem Benzol, 30 mg p-Toluolsulfonsäure in 30 ml wasserfreiem Benzol und 2,5 ml (0,0273 Mol) 2,3-Dihydropyran wird 15 min bei 15°C gehalten, dann wird es in wäßrige gesättigte Natriumbicarbonatlösung gegossen, und die organische Phase wird abgetrennt. Nach dem Waschen mit Wasser wird die organische Phase über Natriumsulfat getrocknet und zur Trockene eingeengt. Der Rückstand wird chromatographisch gereinigt durch Silicagel- Säulenchromatographie und Eluieren mit Petroläther/Ethyläther 7 : 3. Man erhält 1,09 g 9α-Acetoxy-16-methoxy-16-methyl- 11α,15-bis-[(tetrahydro-1H-pyran-2-yl)oxy]-prosta-13(E)-en-1- säure-methylester mit absoluter Konfiguration am C-16, entgegengesetzt zum Produkt gemäß Absatz E von Beispiel 1, und mit einer der beiden möglichen Konfigurationen am C-15. NMR-Spektrum in CDCl₃: 0,92; 1,0-2,7; 1,11; 1,15; 2,05; 2,29; 3,22; 3,29; 3,4-4,2; 3,68; 4,6-4,9; 5,13; 5,4-5,8 δ.

D. Arbeitet man im wesentlichen nach der Vorschrift von Absatz D (letzter Teil), F und G gemäß Beispiel 1, jedoch ausgehend von der in vorstehendem Absatz C erhaltenen Verbindung, so werden 250 mg 11α,15-Dihydroxy-16- methoxy-16-methyl-9-oxo-prosta-13(E)-en-1-säure-methylester gebildet. Dieses Produkt zeigt folgende Eigenschaften: [α]=-51,4° (C=0,52% in CHCl₃). NMR-Spektrum in CDCl₃: 0,91; 1,1-3,2; 1,14; 2,30; 3,25; 3,68; 4,07; 4,10; 5,6-6,0 δ.

E. Arbeitet man nach der Vorschrift von Absatz C und D dieses Beispiels, jedoch ausgehend vom weniger polaren Isomeren gemäß Absatz B (860 mg), so erhält man 320 mg 11α,15-Dihydroxy-16-methoxy-16-methyl-9-oxo-prosta-13(E)-en-1- säure-methylester. Diese Verbindung, die gleiche absolute Konfiguration am C-16 besitzt wie das gemäß Absatz D hergestellte Isomer und entgegengesetzte Konfiguration am C-15, zeigt folgende Eigenschaften: [α]=-82,4° (C=0,95% in CHCl₃). NMR-Spektrum in CDCl₃: 0,94; 1,1-1,8; 1,06; 2,0-2,9; 2,30; 3,24; 3,69; 4,11; 4,19; 5,6-5,9 w.

Beispiel 3

Eine Kapsel mit folgendem Inhalt wird hergestellt:

11α,15-Dihydroxy-16-methoxy-16-methyl-9-oxo-prosta-13(E)-en-1-säure-met-hylester\|40 µg
Talkum	3 mg
Lactose	3 mg
Natrium-carboxymethylcellulose	3 mg
Stärke	auf 90 mg

Beispiel 4

Eine beschichtete Tablette wird hergestellt aus:

11α,15-Dihydroxy-16-methoxy-16-methyl-9-oxo-prosta-13(E)-en-1-säure-met-hylester\|60 µg
Magnesiumstearat	4 mg
Natrium-carboxymethylcellulose	4 mg
Gelatine	7 mg
Stärke	7 mg
Saccharose	20 mg
und Gummi arabicum, Lactose, Titandioxid, Aluminiumlactat nach konventionellen Methoden.

Claims

1. 16-Methoxy-16-methyl-prostaglandin-E₁-derivate der allgemeinen Formel worin R einen C₁- bis C₄-Alkylrest oder ein nichttoxisches, pharmazeutisch zulässiges Kation bedeutet.

2. Verfahren zur Herstellung von 16-Methoxy-16-methyl-prostaglandin- E₁-derivaten der allgemeinen Formel worin R einen C₁- bis C₄-Alkylrest oder ein nichttoxisches, pharmazeutisch zulässiges Kation darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) einen Cyclopentanaldehyd der Formel II worin R die vorstehend angegebene Bedeutung besitzt und R₁ und R₂, unabhängig voneinander, Wasserstoff oder eine Schutzgruppe der Hydroxylfunktion darstellen, mit einem racemischen Phosphonat der Formel worin R₃ einen C₁- bis C₄-Alkylrest darstellt, oder mit einem seiner optischen Antipoden umsetzt unter Bildung einer Verbindung der Formel IV worin R, R₁ und R₂ die oben angegebenen Bedeutungen besitzen,
b) die 15-Oxogruppe zur 15-Hydroxylgruppe reduziert durch Behandlung der Verbindung der Formel IV mit Natriumborhydrid, Zinkborhydrid, Diphenylzinnhydrid oder Lithiumtrialkylborhydrid unter Bildung einer Verbindung der Formel V
c) die Hydroxylgruppe am C-15 durch Umsetzung mit einem geeigneten Schutzmittel schützt,
d) die Hydroxylgruppe am C-9 freisetzt unter Entfernung der Schutzgruppe R₁,
e) die Hydroxylgruppe am C-9 zur Oxogruppe oxydiert und schließlich
f) die Hydroxylgruppen am C-11 und C-15 durch milde Hydrolyse wiederherstellt,

wobei man bei Bildung eines Isomerengemisches dieses gegebenenfalls in die einzelnen Isomeren zerlegt.

3. Verwendung einer Verbindung gemäß Anspruch 1 zur Inhibierung der Magensäuresekretion bei Säugern.