DE3406275A1

DE3406275A1 - Neue adenosinrezeptoren-antagonisten

Info

Publication number: DE3406275A1
Application number: DE19843406275
Authority: DE
Inventors: Robert Frederick Ann Arbor Mich. Bruns; John William Bethesda Daly, Md.; Solomon Halbert Baltimore Snyder, Md.
Original assignee: Johns Hopkins University
Current assignee: Johns Hopkins University
Priority date: 1983-02-18
Filing date: 1984-02-17
Publication date: 1984-09-27
Also published as: FR2541281B1; GB2135311B; IT8419675A0; IT1196031B; FR2541281A1; NL8400514A; BE898946A; GB2135311A; CA1234804A; SE456680B; GB8403574D0; US4593095A; GB8404243D0; SE8400788D0; JPS59205377A; SE8400788L

Description

* 3A06275

Beschreibung

Die Erfindung betrifft neue 8-Arylxanthine, die starke Antagonisten oder Blocker der Adenosinrezeptoren sind.

Xanthine sind bekannte Arzneimittel, die klinisch als Bronchodilatoren, Kardiotonika, Diuretika und Stimulantien des Zentralnervensystems verwendet werden. Es sind Hinweise darauf vorhanden, daß die therapeutische Wirksamkeit dieser Arzneimittel mit der Blockierung der Adenosinrezeptoren oder einem Antagonismus gegenüber diesen zusammenhängt. Viele der Xanthine wie Theophyllin (1,3-Dimethylxanthin) zeigen jedoch unerwünschte Nebenwirkungen. Einige dieser Nebenwirkungen mögen auf Wirkungen an anderen Stellen als den Adenosinrezeptoren zurückzuführen sein. Es ist jedoch ebenfalls wahrscheinlich, daß einige der Nebenwirkungen mit. der Blockierung der Adenosinrezeptoren selbst zusammenhängen.

Es scheint, als könnten zumindest einige der durch Adenosinrezeptor-Antagonisten hervorgerufenen Nebenwirkungen dadurch vermieden werden, daß man stärkere Blocker dieser Rezeptoren entwickelt, die aufgrund ihrer gesteigerten blockierenden Wirkung in niedrigeren Dosen verwendet werden können und auf diese Weise vermutlich weniger Nebenwirkungen verursachen würden, die nicht mit der Blockierung der Adenosinrezeptoren zusammenhängen. Ferner sollten in Fällen, in denen die therapeutische Wirkung auf der Blockierung einer Untergruppe von Adenosinrezeptoren beruht, während die Nobcnwirkun-

gen durch die Blockierung einer anderen Adenosinrezeptor-Untergruppe verursacht werden, Arzneimittel, die an dem einen Adenosinrezeptor sehr stark und an dem anderen sehr viel weniger stark wirken, auch mit geringerer Wahrscheinlichkeit Nebenwirkungen verursachen.

Es ist. in erster Linie Aufgabe der Erfindung, eine neue Gruppe von Xanthinverbindungen zu schaffen, die sehr starke Inhibitoren oder Antagonisten der Adenosinrezeptoren sind.

Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung, eine Serie von 8-Arylxanthinen, insbesondere 8-Phenylxanthinen zu schaffen, die im allgemeinen sehr viel stärkere Blocker der Adenosinrezeptoren sind, als die bisher bekannten Xanthine.

Zur Lösung der Aufgabe werden die neuen, erfindungsgemäßen 8-Arylxanthine der allgemeinen Formel I

oder deren pharmazeutisch verträgliche Salze, Ester, Amide, Glycoside oder Formaldehydkomplexe vorgeschlagen, wobei die Substituenten entweder die unter a) oder die unter b) angegebene Bedeutung haben:

a) X NH, O oder S

R. eine Allyl-, niedere? Alkyl- odor Cycloalkylgruppe, wobei die niedere Alky L- oder Cycloalkylgruppe gegebenenfalls mit Hydroxy-, nicderen Alkoxy- oder Cyangruppen substituicMl

sein kann,

1*2 Wasserstoff, eine Allyl-, eine niedere Alkyl oder Cycloalkylgruppe, wobei die niedere Alkyl- oder Cycloalkylgruppe gegebenenfalls wie angegeben substituiert sein kann,

R₃ NH₂ oder OH,

R. Halogen, eine niedere Halogenalkyl-, Phenyl-, Amino-, Hydroxy-, Carboxy-, niedere Alkyl-, Cycloalkyl-, niedere Alkoxy-, Cycloalkoxy-, niedere Alkoxyamino-, niedere Alkylamino-

oder Cycloalkylaminogruppe, wobei die Alkyl- oder Cycloalkylgruppe in jedem Fall gegebenenfalls mit Hydroxy-, primären Amin-, sekundären Amin-, tertiären Amin- oder Carboxygruppen substituiert sein können, vorausgesetzt,

daß R-. und R₄ nicht beide Aminogruppen sind, wenn R, und R„ beide Methylgruppen sind,

R₁. Wasserstoff, niedere Alkyl-, niedere Alkoxy-, Halogen-, Hydroxy-, Nitro- oder Amingruppen, wobei die beiden R^-Substituenten gleich oder

unterschiedlich sein können;

b) X, R₁, R₂ und R₅

die gleiche Bedeutung wie in a) angegeben,

R, Wasserstoff und

R. Wasserstoff oder die Bedeutung wie in a) angegeben, mit dem Unterschied, daß R, eine andere Gruppe als eine Methyl- oder Ethylgruppe ist, wenn R₄ Wasserstoff, Halogen, eine

Alkoxygruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, eine Amin-, oder Alkylamingruppe und R- Wasserstoff oder Halogen sind.

Die oben verwendeten Bezeichnungen "Alkyl"-, "niedere Alkyl"-, "Alkoxy"- oder "niedere Alkoxy"-Gruppe sollen jegliche gerad- oder verzweigtkettige Alkyl- oder Alkoxygruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeuten, wie beispielsweise Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, ^₀ Butyl-, Isobutyl-, Pentyl- oder Hexylgruppen.

Alle Halogene kommen als R. und R,- in Betracht. So kann beispielsweise R. Chlor, Brom oder Jod und R₁- gleich oder verschieden, beispielsweise Fluor oder Brom sein, ■Ι ρ; obgleich R₁- vorzugsweise Wasserstoff ist.

Beispiele für Cycloalkylsubstituenten sind Cyclopropyl-, Cyclobutyl-, Cyclopentyl- oder Cyclohexylgruppen.

Die gegebenenfalls vorhandene Substituierung der an der Stelle von R„ stehenden Alkyl- oder Cycloalkylgruppen kann Hydroxy-, Methoxy-, Amino-, Methylamino-, Dimethylamino-, Carboxy-, Methylcarboxylat-, Ethylcarboxylat-, Carboxamid-, Dimethylcarboxamid-, Ureid-, Cyan- und GIycosylgruppen einschließen.

Die Glycosylgruppe kann über eine Ester-, Amid-, Etherodcr eine glycosidische Bindung an die Alkylkette gebunden se in .

Wie bereits angegeben, sind pharmazeutisch verträgliche

Salze, Ester, Amide und Formaldehydkomplexe der angegebenen Verbindungen, sowie deren Glucoside erfindungsgemäß einbezogen. Beispiele für typische Salze sind die τ- Alkalimetall— oder Erdalkalimetallsalze, andere nicht-

toxische Salze sind jedoch ebenfalls er f i ndunqsqem.'H geeignet. Die Xanthine, in denen X -NII ist-, können im alkalischen pH-Bereich (pK~"9) Anionen bilden und demgemäß vorteilhaft als Natriumsalze, Cholinsalze, Ethylendiaminkomplexe usw. verabreicht werden. Die 7-Thiaxanthine und 7-Oxoxanthine bilden keine Anionen, obgleich viele der erfindungsgemäß als R-Substituenten in Betracht kommenden Gruppen Anionen oder Kationen bilden können. Es kann demgemäß eine Vielzahl geeigneter Salze gebildet werden.

Es wurde bereits im Zusammenhang mit der möglichen Substitution der an der Stelle von R_? stehenden Gruppen darauf hingewiesen, daß die Glycoside über glycosidische, Amid- oder äquivalente Bindungen an die 3-Stellung der Xanthine gebunden sein können. Andererseits können mit Formaldehyd oder einem anderen Aldehyd allein oder mit einem Amin über den Stickstoff in 7-Stellung Komplexe gebildet werden, wie die Formeln II und III zeigen:

II III

Es ist zu beachten, daß die Bedingungen bei der generischen Definition der erfindungsgemäßen Verbindungen (Formel I) so gewählt sind, daß vorbekannte 8-Phenylxanthine und auch einige andere Verbindungen ausgeschlossen sind, die zwar neu sind, jedoch geringe Wirksamkeit als Antagonisten der Adenosinrezeptoren zeigen.

Hinsichtlich der unter die Formel I fallenden Verbindungen können allgemeine Eigenschaften, wie Wasserlöslichkeit, Blockwirkung usw. durch geeignete Auswahl der R,-bis R^-Substituenten variiert werden. Beispielsweise sind Verbindungen, in denen R-, Methyl und R₂ Isobutyl sind, starke Phosphordiesterase-Inhibitoren.

Der zulässige Variationsbereich für den R,-Substituenten ist. verhältnismäßig eng, während ein größerer Variationsbereich im Falle des R₂-Substituenten möglich ist. Dementsprechend kann die Reposition zum Einführen stark hydrophiler Substituenten verwendet werden, um die Wasserlöslichkeit zu verbessern, ohne die Wirksamkeit, der resultierenden Verbindung als Ädenosinrezeptor-Antagonist wesentlich zu beeinflussen.

Die Art der Substitution in den R,- und R.-Positionen scheint im Hinblick auf Löslichkeit und/oder Wirksamkeit wichtig zu sein.

Nachfolgend sind spezielle Beispiele für die erfindungsgemäßen Xanthine angegeben:

1,3-Dipropy1-8-(2-amino-4-chlorphenyl)xan thin
1,3-Dipropyl-8-(2,4-diaminophenyl)xanthin
1 ,3-Diethyl-8-(2-amino-4-chlorphenyl ) xan I. h in
8-(2-Amino-4-chlorphenyI)theophy11 in
1,3-Dipropyl-8-phenylxanthin

1,3-Dipro py 1-8-(2-amino-4-chlorphenyn-z'-thi.ix.in thin

1 ,3-Dipropyl-8-(2-amino-4-carboxy phenyl ) xcin t h in

1,3-Dipropy1-8-[2-amino-4-(carboxymethyl)phenyl]xanthin

1-Methyl-3-isobutyl-8-(2-amino-4-chlorphenyl)xanthin

i-Methyl-3-carboxymethyl)-8-(2-amino-4-chlorphenyl)-xanthin

1-Methy1-3-(ß-carboxyethy 1-8-(2-amino-4-chlorpheny1)-xanthin
1-Methyl-3-(ß-hydroxyethyl)-8-(2-amino-4-chlorphenyl)-

xanthin

1-Methyl-3-(T-hydroxypropy1)-8-(2-amino-4-chlorphony 1)-xanth in

1-Methy1-3-(ß-dimethy laminoethy 1-8-(2-amino-4-cn 1 οrpheny1)xanthin

1 -Met hy l-3-(?f-dimethy lam in op ropy 1 )-8-( 2-amino-4-ch lorphenyl )xanthin .

Von den oben aufgeführten Verbindungen zeigen die beiden ersten, nachfolgend als B256 und B262 bezeichnet, eine besonders hervorragende Aktivität als Blocker für Adenosinrezeptoren.

Eine weitere, erfindungsgemäß besonders vorteilhafte Verbindung ist 1,3-Diallyl-8-(2-amino-4-chlorphenyl)xanthin. Diese Verbindung zeigt ein geeignetes Maß an Aktivität als Adenosinrezeptor-Antagonist und ist forner als Zwischenverbindung oder Procursor beispielsweise zur Gewinnung eines mit tritiummarkierten 1,3-Dipropyl-8-(2-amino-4-chlorphenyl)xanthins geeignet.
35

Es existiert ein umfangreicher Stand der Technik im Hinblick auf Xanthine, einschließlich 8-Phenylxanthinen. Als Beispiel wird auf die DD-PS 31 772 hingewiesen, die verschiedene Xanthine, beispielsweise 8-Phenyltheophyllin (d.h. 1,3-Dimethyl-8-phenylxanthin) und Verfahren zu deren Herstellung beschreibt. Die BE-PS 616 174 und GB-PS 982 079 stimmen inhaltlich mit der DD-PS 31 772 überein. Diese Patentschriften offenbaren jedoch nicht die Verwendung der beschriebenen Verbindungen als Adenosinrezeptor-Antagonisten.

Die nachfolgend angegebenen 8-Phenylxanthine sind unter anderen im Stand der Technik bekannt; zu ihrer Beschreibung wird der Einfachheit halber auf die Formel I Bezug genommen (wobei X -NH und R₁- Wasserstoff sind):

R-,

(D	CH₃	CH₃	H	H
(2)		CH₃	H	(ΧΊ1, cxior
(3)	CH₃	CH₃	H	NO,^{J P1OP}
(4)	H	CH₃	H	II
(5)	CH₃	H	H	H
(6)	H	H	H	H
(7)	Phenyl	Phenyl	H	H
(8)	CH₃	CH₃	H	^N(C2^H5⁾2
(9)	CH₃	CH₃	H	N(CH₃)₂
(10)	CH₃	CH₃	Cl	Cl
(11)	H	CH₃	H	Cl
(12)	H	CH₃	H	OCIi₃
(13)	CH₃	CH₃	H	CH₃
(14)	CH₃	CH₃	H	F
(15)	CH₃	CH₃	H	Ci
(16)	H	H	H	Cl
(17)	H	H	H	OCH₃
(18)	CH₃	CH₃	H	Br
(19)	H	H	H	NO₂
(20)	C₂H₅	^C2^H5	H	H
(21)	CH₃	CH₃	COOH	H
(22)	CH₃	CH₃	NH₂	H
(23)	CH₃	CH₃	NHCH₃	H
(24)	CH.	CH.	NO	H

30 Die obige Liste gibt lediglich Beispiele an und enthält nicht alle bekannten 8-PhenylxanthinG. Γη jedem Falle sind die erfindungsgemäßen Verbindungen mindest ens hinsichtlich eines der Substituenten R, bis Rj. oder Kombinationen derselben von den im Stand der Technik bckann-

35 ten Verbindungen verschieden.

Es wird darauf hingewiesen, daß die oben angegebene Verbindung (1) 8-Pheny!theophyllin und die Verbindung (6) 8-Phenylxanthin sind. Vorliegend werden an anderer Stelle die Symbole T und X verwendet, um Theophyllin bzw. Xanthin zu bezeichnen.

Die Inhibitorwirkung der Xanthine auf Adenosinrezeptoren wird in einer Veröffentlichung beschrieben, die die Bindung von N -Cyclohexylt H]adenosin und 1,3-Diethyl-

3
8-[ H]phenylxanthin, den Einfachheit halber auch als

3 3

[ H]CHA und [ H]DPX bezeichnet, an Adenosinrezeptoren in Hirnmembranen betrifft, vgl. Bruns et al, Proc. Nat ¹I. Acad. Sei. USA TT_, 5547-5551 (1980). Diese Veröffentlichung beschreibt, inter alia die Markierung des A,-Subtyps der Adenosinrezeptoren in Rinderhirnmembra-

3 3

nen mit [ H]CHA und [ H]DPX. Die Wirksamkeit der verschiedenen Xanthine hinsichtlich der Verdrängung von

3
[ H]CHA von A.-Adenosinrezeptoren , die ein Maß für den Inhibitoreffekt dieser Verbindungen auf Adenosinrezeptoren ist, wird gemessen in IC₅₀ nM-Werte nach einem Standardprüfverfahren (standard screen) ebenfalls angegeben. Theophyllin, 8-Phenyltheophyllin und 8-(p-Sulfophertyl)-theophyllin befinden sich unter den so bewerteten Xanthinen.

Eine verwandte Veröffentlichung von Bruns mit dem Titel "Adenosine Antagonism by Purines, Pteridines and Benzopteridines In Human Fibroblasts", Biochemical Pharmacology 3_0, 325-333 (1981) liefert zusätzliche Informationen im Hinblick auf die Wirksamkeit der verschiedenen Xanthine (X) und Theophylline (T) als Adenosin-Antagonistcn, einschließlich einer Reihe von 8-substituierten Theophyllinen wie 8-(p-Chlorphenyl)-, 8-(p-Bromphenyl)-, 8-(p-MethoxyphenyL)-, 8-(Nitrophenyl)-, 8-(p-Di-

.U) met hy I aminophenyl)-, 8-(p-Methy!phenyl)-, 8-(3,4-Di-

chlorphenyl)-, 8-(o-Carboxyphenyl)- und 8-(2,6-Dimethyl-4-hydroxyphenyl)-Derivaten.

Von allgemeiner Bedeutung in diesem Zusammenhang ist ferner eine Veröffentlichung von Snyder ei al mit dein Titel "Adenosine Receptors and Behavori.aL Actions ·*Ι Methylxanthines" in Proc. Nat ¹I. Acad. Sei . USA 7 S, 3260 3264 (1981).

Die erfindungsgemäßen 8-Phenylxanthine können in jeglicher herkömmlichen Weise, beispielsweise nach den in der DD-PS 31 772 oder den korrespondierenden BE-PS 616 174 oder GB-PS 982 079 angegebenen Verfahren hergestellt werden. Nach einem bevorzugten Verfahren wird das geeignete 5,6-Diaminouracil, hergestellt durch Reduktion von 5-Nitroso-6-aminouracil, acyliert, um das korrespondierende 5-Acylamino-6-aminouracil zu gewinnen, das anschließend einem Ringschluß unterworfen wird.

Es können herkömmliche Verfahren zum Acylieren und zur Ringbildung verwendet werden. Beispielsweise kann eine auf geeignete Weise substituierte Benzoesäure verwendet werden, um die 5-Acylamino-Verbindung zu liefern. Der Ringschluß kann beispielsweise herbeigeführt werden, indem man in 2,5 N NaOH beim Siedepunkt für einen ausreichenden Zeitraum, beispielsweise 5 Minuten lang, erhitzt oder indem man für einen ausreichenden Zeitraum, beispielsweise 20 Minuten lang, in POCl₃ erhitzt.

Die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Verbindungen als Adenosinrezeptor-Antagonisten kann nach dem Standardprüfverfahren bestimmt werden, welches das Blockieren des N -Cyclohexyl-f Hjadenosins und Binden an Adenosinrezeptoren einschließt, wie bei Bruns et al., a.a.O.

(1980) beschrieben ist. Kurz zusammengefaßt schließt

das Prüfverfahren, wie es auch hier angewendet wurde, axe folgenden Schritte ein:

10 mg (Feuchtgewicht) von Rinderhirnmembran-Gewebe wurden 2 Stunden lang bei 25 C mit der Testverbindung und

0,5 nM [³H]CHA in 2 ml 50 nM Tris.HCl mit pH 7,7 inku-

3 biert. Die Xestverbindung und das [ H]CHA wurden zuerst in das Röhrchen gegeben und die Inkubation wurde anschließend durch Zugabe des Gewebes ausgelöst. Die Inkubation wurde beendet und Proben wurden unter Vakuum auf GF/B-Filtern gesammelt, dreimal gewaschen und in einem Flüssigkeitsscintillationszähler ausgewertet. Dosishemmkurven wurden mit 4 bis 8 Konzentrationen der Testverbindung bei dreifacher Inkubation aufgenommen. Die IC₁-„-Werte wurden aus totaler Bindung (ohne Testverbindung), nicht spezifischer Bindung (10 μΜ L-PIA) und den Dosishemmdaten errechnet, indem eine nicht-lineare Anpassung nach kleinsten Quadraten an ein kompetitives Hemm-Modell verwendet wurde. Die K.-Werte wurden aus der Cheng-Prusoff-Gleichung, vgl. Biochem. Pharmacol. 22, 3099-3108, (1973) errechnet. Verbindungen mit K.Werten unterhalb 0,5 nM wurden in Bindungsanalysen mit nur 2,5 mg Gewebe untersucht, um Bedingungen zu vermeiden, bei denen die Rezeptorkonzentration den K.-Wert überschreiten würde.

Untersuchungen der erfindungsgemäßen Verbindungen mit dem beschriebenen Prüfverfahren zeigen, daß die aktivste erfindungsgemäße Verbindung (B256) eine außerordentliche Adenosinrezeptor-Aktivität besitzt, mit ei/iem K. für Adenosin-A, -Rezeptoren von 2,2 χ 10 M, wenn in dem Test Rinderhirn verwendet wird. Die Verbindunq wirkt demgemäß etwa 4 000 OOOfach stärker als Xanthin selbst und 60 000 bis 70 OOOfach stärker als

,?!) Theophy I L in.

In Zusammenhang mit den vorstehenden Befunden wird darauf hingewiesen, daß A,-Rezeptoren aus Rinderhirn eine ungewöhnlich hohe Affinität zu 8-Phenylxanthinen besitzen und demgemäß wurde für die Test zwecke Rinderhirn gewählt, um sicherzustellen, daß auch weniger wirksame Analoge IC₅„-Werte unterhalb ihrer Löslichkeitsgrenzen besitzen. Der "normalere" A,-Rezeptor in Rattenhirn besitzt einen K. von 5 nM für Verbindung B25 6, von 150 nM für 8-Phenyltheophyllin und 10 μΜ für Theophyllin. Obgleich also beide 8-Phenylxanthine in Rattenhirn weit weniger wirksam sind als in Rinderhirn, ist bei Verwendung von Rattenhirn 1,3-Dipropyl-8-(2-amino-4-chlorphenyl)xanthin (B256) noch etwa 30fach wirksamer als 8-Phenyltheophyllin und 2000fach wirksamer als Theophyllin.

Theophyllin ist selbst ein Adenosin-Antagonist, der klinisch als Bronchodilator bei der Behandlung von Asthma verwendet wird. Ausgehend von der nachgewiesenen Hemmung oder Blockierung der Adenosinrezeptoren sollten die erfindungsgemäßen Verbindungen in der gleichen Weise wie Theophyllin oder andere bekannte Xanthine geeignet sein. Dies gilt nicht nur für ihre Verwendung als Bronchodilatoren bei der Behandlung von Asthma, sondern auch zur Erzielung von kardiotonen Effekten bei der Behandlung von Herzversagen, von diuretischen Effekten bei der Behandlung von hohem Blutdruck oder Nierenversagen und zur Stimulierung des Zentralnervensystems bei der Behandlung von Depressionen. Aufgrund ihrer überraschend höheren Wirksamkeit als Adenosinrezeptor-Antagonisten sollten die erfindungsgemäßen Verbindungen in der Lage sein, in wesentlich geringeren Mengen die Adenosinrezeptoren zu blockieren, wobei gleichzeitig Nebenwirkungen reduziert werden.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen können in Form herkömmlicher pharmazeutischer Zusammensetzungen zusammen mit. üblichen Trägerstoffen in gleicher Weise wie die bekannten Xanthine oder andere Adenosinrezeptor-Antagonisten oder Blocker verwendet werden. Es ist ferner erfindungsgemäß vorgesehen, daß diese Zusammensetzungen, beispielsweise Tabletten oder Kapseln zur oralen Verabreichung oder sterile Lösungen zur Injektion, die übliche Menge des aktiven Wirkstoffes, d.h. von 0,1 bis 0,5 Gew.?, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, enthalten, obgleich, wie bereits erwähnt wurde, die Dosen gesenkt werden sollten, um der im allgemeinen höheren Aktivität. der erfindungsgemäßen Verbindungen Rechnung zu tragen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen erläutert.

Synthese von xanthin (B256)

Beispiel 1

3-Dipropyl-8-(2-amino-4-chlorphenyl)-

1,3-Dipropyl-8-(2-amino-4-chlorphenyl)xanthin wurde nach einer Modifikation des Verfahrens von Pfleiderer und Kempter, in Angew. Chem. Int. Ed. _6, 259-260 (1976) hergestellt.

0,02 Mol 2-Nitro-4-chlorbenzoesäure wurden in 30 ml Methanol gelöst. 0,01 Mol 1,3-Dipropyl-5-nitroso-6-aminouracil wurden unter Rühren zugegeben und anschließend 0,02 Mol Diisopropylcarbodiimid (DICD) zugesetzt.

Nach 10 Minuten wurde 1,3-Dipropyl-5-[(2-nitro-4-chLorbenzoyl)oxy]imino-6-(2-nitro-4-chlorben/oyl ) iminournci I
als weißer Niederschlag durch Filtration qosamino I t . Zu dem getrockneten Zwischenprodukt- wurden l'j> ml :21! Ϊ. iqo:; Ammoniumsulfid gegeben. Nach 10 Minuten wurde Lm Abzuq konzentrierte HCl zugegeben, bis ein pH-Wert von 8,0 erreicht war, und der Niederschlag wurde durch Filtration gesammelt. Das Produkt bestand aus einer ungefähr 50 : 50 Mischung von 1,3-Dipropyl-8-(2-amino-4-chlorphenyDxanthin und 1,3-Dipropyl-5-[(2-amino-4-chlorbenzoyl) amino]-6-aminouracil. Um die Cyclisierung zu vollenden wurde das Rohprodukt 20 Minuten lang in 2,5 N KOH gekocht, neutralisiert und filtriert. Das Produkt wurde durch Lösen in KOH und Fällen mit HCl einmal und durch Rekristallisieren aus Dimethylformamid ein weiteres Mal gereinigt. Das Produkt wurde durch Chornische Ionisat ionsmassenspektrometrie und Eloinentaranal y.sc identifiziert. Die Ausbeute betrug 2,1 7,.

Beispiel 2

Synthese von 1,3-Dipropyl-8-(2,4-diaminophenyl)xanthin (B262)

0,01 Mol 1,3-Dipropyl-5,6-diaminouracil wurden in 30 ml THF suspendiert. Anschließend wurden 0,01 Mol eines gemischten Anhydrids von N-Trifluoracetyl-4-nitroanthranilsäure und Trifluoressigsäure zugegeben und die Suspension wurde bei Zimmertemperatur 30 Minuten lang gerührt und darauffolgend in einem Rotationsverdampfer zunächst bei 37 C und anschließend bei 60°C eingedampft. Der Feststoff wurde in 40 ml 2,5 N KOH 5 Minuten lang gekocht, heiß filtriert, mit konzentrierter HCl auf pH 8,0 eingestellt, filtriert und mit HO gewaschen. Der Niederschlag wurde in 20 ml 2,5 N KOH

gelöst, und erhitzt, anschließend . wurden 5 ml 22 %iges Ammoniumsulfid zugegeben und 1 Minute lang gekocht; die Mischung wurde mit. konzentrierter HCl auf pH 8,0 eingestellt, filtriert und mit H^O gewaschen.. Die Ausbeute betrug 7,2 %.

Chemische Ionisationsmassenspektroskopie mit NH^ ergab den (M+1)-Peak bei M/e 343. Das Ergebnis der Mikroanalyse zeigte eine Zusammensetzung des Produktes aus 75 % der gewünschten Verbindung und 25 % Thiol-Verunreinigungen. Das Produkt wurde nicht weiter gereinigt, da die Thiole das gewünschte Produkt vor Oxydation schützen.

Beispiel 3
15

Synthese von 8-(2-Amino-4-chlorphenyl)theophyllin (B246)

0,01 Mol 1,3-Dimet.hyl-5,6-diaminouracil wurden in 50 ml Methanol suspendiert. Es wurden 0,01 Mol 2-Amino-4-

chlorbenzoesäure und anschließend 0,01 Mol DICD zugegeben. Die Reaktanten wurden bei Raumtemperatur 15 Minuten lang gerührt, anschließend filtriert und mit Methanol gewaschen. Der Feststoff wurde 5 Minuten lang in 40 ml 2,5 N NaOH gekocht, heiß filtriert, und man ließ

das Eluat 3 Stunden lang abkühlen. Das beim Abkühlen

ausgefallene Material wurde ohne Waschen filtriert, in 40 ml Wasser wieder gelöst und durch Neutralisieren mit konzentrierter HCl gefällt. Der Feststoff wurde durch Filtrieren gesammelt, mit H„O gewaschen und getrocknet. Das Produkt wurde gereinigt, indem es in 100 ml Wasser suspendiert und bis zum Lösen der Verbindung NaOH zugesetzt wurde; anschließend wurde filtriert, der Feststoff mit HCl gefällt, filtriert, mit H_?O gewaschen und getrocknet; Das Produkt, wurde durch chemische Ionisa-""■ tionsmassenspekt.romet.rie und Elementaranalyse identifiziert. Die Ausbeute betrug 12,5 %.

- 21 -

Beispiel 4

Synthese von 1,3-Dipropyl-8-phenylxanthin (B255)

0,01 Mol 1,3-Dipropyl-5,6-diaminouracil wurden in 30 ml Methanol gelöst, anschließend wurden 0,01 Mol Benzoesäure und darauffolgend 0,01 Mol DICD zugegeben. Die Lösung wurde 30 Minuten lang bei Raumtemperatur gerührt, filtriert und mit einer kleinen Menge Methanol gewaschen. Der Feststoff wurde 10 Minuten lang in 2,5 N KOH gekocht, heiß filtriert und die Flüssigkeit mit konzentrierter HCl neutralisiert. Der Feststoff wurde durch Filtration gesammelt, mit Wasser gewaschen, in 100 ml mit einer Mindestmenge KOH wieder gelöst, durch Neutralisieren mit HCl gefällt, filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Produkt wurde durch chemische Ionisationsmassenspektrometrie und Elementaranalyse identifiziert. Die Ausbeute betrug 77 'i.

Beispiel 5

Die nachfolgend angegebenen Verbindungen sind weitere Beispiele für die erfindungsmäßen Verbindungen und können im allgemeinen auf die gleiche Weise wie in den vorangehenden Beispielen angegeben hergestellt werden:

0-CH₂-CH₂-N-CH₃

CH₃-CH₂-CH

0-CH₇-COOH

COOH

0-CHp-COOH

Wie oben angegeben, kann die Wirksamkeit der Xanthine oder anderer Verbindungen als Inhibitoren der Adenosinrezeptoren bestimmt werden, indem die Verbindungen nach dem bekannten Prüfverfahren, das die Verwendung von

3
[ H]CHA in Rinderhirnmembranen einschließt, wie oben angegeben untersucht werden. Die Aktivitäten der Verbindungen gemäß den Beispielen 1 bis 4 sind nachfolgend in Tabelle I als ICj.« (nM)-Werte denjenigen anderer strukturverwandter Verbindungen gegenübergestellt, von denen zumindest einige (Xanthin, B7, B80, B52, B87 und B70) bekannt sind. Die ICc_n (nM)-Werte wurden bestimmt, indem die Verbindungen geg
Rinderhirn geprüft wurden.

dem die Verbindungen gegen [ H]-Cyclohexyladenosin in

Tabelle

Xanthin 200 000

B7 Theophyllin 1,3-dimethylxanthin) 3 000

B80 1,3-Dipropy!xanthin 200

B52 8-Phenyltheophyllin 3

B87 8-(o-Aminophenyl)theophyllin 5

B70 8-(p-Chlorphenyl)theophyllin 0,8

B211 8-(p-Aminophenyl)theophyllin 1,7

B232 8-(2,4-Diaminophenyl)theophyllin 8

B246 8-(2-Amino-4-chlorphenyl)theophyllin 0,15

B255 1,3-Dipropy1-8-phenylxanthin 0,3

B256 l,3-Dipropyl-8-(2-amino-4-chlorphenyl)xanthin 0,05

B262 l,3-Dipropyl-8-(2,4-diaminophenyl)xanthin 0,2

Es zeigt sich, daß die Verbindungen aus den Beispielen

1 bis 4 (Verbindungen B256, 262, 246 und 255)

ICc_n (nM)-Werte aufweisen, die signifikant, niedriger

sind als diejenigen der übrigen aufgeführten Verbindun-

gen; dies ist ein Hinweis auf die hohe Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Verbindungen als Adenosinrezeptor-Blocker oder -Inhibitoren. B256 (Beispiel 1) ist eine besonders aktive Verbindung, deren Aktivität etwa 16fach höher ist als diejenige der aktivsten im Stand der Technik bekannten Verbindung (B70). Es zeigt sich ferner, daß die Hemmaktivität der Verbindung gemäß Beispiel 2 (B262) diejenige von B70 um das 4fache übersteigt.
10

B252 ist. zwar extrem wirksam, ist aber hydrophob und sehr wasserunlöslich. In bestimmten Fällen kann es daher von Vorteil sein, in Wasser solubilisierend wirkende Gruppen in die Verbindung, beispielsweise in deren 3-Stellung (R-,) einzubauen. Die Verbindung B262 ist zwar wesentlich weniger aktiv als B256, ihre Wasserlöslichkeit ist jedoch erheblich größer; dies ist gegenüber B256 in solchen Fällen von Vorteil, in denen eine derartige Löslichkeit von Bedeutung hat. 20

Die in Tabelle I wiedergegebenen Ergebnisse zeigen, daß die besten Resultate erhalten werden, wenn R_ und R. in Formel I (d.h. die ortho- und para-Positionen des 8-Phenylsubstituenten) beide substituiert sind, insbesondere mit Amin als R- und Chlor oder anderen Halogenen als R., wobei R,- in beiden Fällen Wasserstoff ist und R, und R„ niedere Alkylgruppen sind. Eine Verlängerung der Alkylketten für R, und R„ scheint die Wirksamkeit der Xanthine als Adenosinrezeptor-Inhibitoren zu verbessern, wie ein Vergleich mit den Ergebnissen zeigt, die mit Xanthin selbst, Theophyllin (B7) und 1,3-Dipropylxanthin erhalten wurden. Es ist ein besonders überraschender Aspekt der Erfindung, daß 8-Phenyltheophyllin zwar eine etwa lOOOfache Aktivität gegenüber Theo- :i() phyllin zeigt und 1, 3-Dipropylsubstituenten die Wirksam-

- 25 -

keit von Theophyllin etwa 2Ofach steigern, die Kombi tuition von 1, 3-Propylsubstituenten mit den 8-Phonylsubytι-tuenten jedoch einen Synergistischen Effekt aufweist, so daß 1,3-Dipropyl-8-phenylxanthin etwa 10 OOOfach stärker wirkt als Theophyllin- Demgemäß ist es erfindungsgemäß bevorzugt, daß R, und R- gleiche oder unterschiedliche Alkylgruppen mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen sind.

Tabelle II	Xanthin (X)	IC₅₀ (nM)
	3-Methylxanthin	200 000
1-Methyl-X	150 000
1,7-Dimethyl-X	6 000
8-NitroT	3 0 000
Coffein	3 500
7-(2-Chlorethyl)T	2 0 000
7-(2-Hydroxyethy1)T	5 000
7-(2,3-Dihydroxypropyl)T	100 000
1,3-Diethyl-X	800 000
8-(p-Propyl)T	3 000
8-Cyclopentyl-T	100
8-(p-Methoxyphenyl)T	2
8-(o-Nitrophenyl)T	1,5
8-(p-Nitrophenyl)T	80
8-(2,6-Dimethyl-4-hydroxyphenyl)T	8
8-(1-Naphthyl)T	30
8-(3-Indolyl)T	80
8-(p-Bromphenyl)T	18
8-(p-Dimethylaminophenyl)T	0,8
8-(p-Methylphenyl)T	1,8
8-Benzyl-T	0, 8
8-Cyclohexyl-T	1 500
	3

- 26 -

Tabelle II (Fortsetzung

	IC₅₀ (nM)
1,3-Diallyl-X	4 000
l-Methyl-8-phenyl-X	2,5
8-(3,4-Dichlorphenyl)T	5
8-(m-Methoxypheny1)T	20
8-(m-Nitrophenyl)T	50
8-(m-Dimethylaminophenyl)T	80
8-(m-Methylphenyl)T	13
8-(p-Hydrophenyl)T	2
8-(p-Ethoxyphenyl)T	2
8-(2-Pyridyl)T	100
8-(3-Pyridyl)T	50
8-(4-Pyridyl)T	35
8-(2-Furyl)T	18
8-(o-Carboxyphenyl)T	2 500
Adenin	800 000
l-Et.hyl-3-propyl-7-thiaxanthin	8 000
9-Methyladenin	35 000
Alloxazin	1 500
1,3-Dimethylalloxazin	25 000
8-(p-Fluorphenyl)T	3,5
8-(p-Jodphenyl)T	1,3
8-(3,4-Dimethoxyphenyl)T	20
8-(p-Isopropylphenyl)T	2,5
8-(2-Thienyl)T	5
8-(m-Bromphenyl)T	10
8-(m-Hydroxyphenyl)T	6
8-(m-Aminophenyl)T	10
8-(p-Sulfophenyl)T	5 00
8-(p-Ethylphenyl) T	0,8
8-(p-Phenylphenyl)T	3,5
8-( 3, 5-D.imethoxyphenyl )T	5 00
8-(2-Naphthyl)T	5
8- (m-F.luorphenyl) T	4

Tabelle II (Fortsetzung

IC_rj() (tiM)

l,3-Diethyl-8-phenylX 2,5

1,3-Diethyl-8-(p-bromphenyl)X 1,0

8-(o-Fluorphenyl)T 12

8-(o-Hydroxyphenyl)T 10

8-(o-Methoxyphenyl)T 350

8-(o-Methylphenyl)T 6 8-(m-Carboxyphenyl)T 1 000

8-(p-Carboxyphenyl)T 50

8-(2,4-Dimethoxyphenyl)T 2 00

8-(2-Amino-4-nitrophenyl)T 2,5

8-(3-Furyl)T 4

8-FerrocenylT 20

8-(5-Brom-2-furyl)T 50

8-(N-methyl-2-pyrrolyl)T 20

8-CyclopentylmethylT 30

l-Allyl-3-methyl-8-phenyl-X 4 l-Allyl-3-methyl-8-(2-amino-4-chlorphenyl)X 2

8-(p-Butoxyphenyl)T 4

1,3-Diethyl-8-(2-amino-4-chlorphenyl)X 0,8

1,3-Diallyl-8-(2-amino-4-chlorphenyl)X 0,8 l-Allyl-S-methyl-e-(2-amino-4-methylphenyl)X 7

8-(2-Amino-4-methylphenyl)T 10

8-(5-Methyl-2-thienyl)T 5

8-(p-Methylthiophenyl)T 2

Es zeigte sich, daß die wirksamsten erfindungsgemäßen Verbindungen gemäß Formel I diejenigen sind, in denen als R-, und R- Propylsubstituenten im Kombination mit der 8-Phenylgruppe vorliegen, unabhängig davon, ob letztere substituiert ist oder nicht. Stark wirksame

Verbindungen können jedoch auch erhalten werden, wenn R, und/oder R„ andere Gruppen als Propyl- (oder höherer

Alkyl-) Gruppen sind, vorausgesetzt, daß die 8-Phenyljruppe substituiert ist, vorzugsweise aber nicht notwendigerweise mit mindestens zwei Substituenten in der 8-Phenylgruppe, und in besonders bevorzugter Weise mit mindestens einem solchen Substituenten in der p_ar_a-Position.

Untersuchungen mit verschiedenen Substituenten an dem 8-Phenylring von 8-Phenyltheophyllin zeigen ferner, daß die Natur und Position derartiger Substituenten einen deutlichen Effekt auf die Rezeptoraffinität oder Blockaktivität der resultierenden Verbindung besitzen. Diese Untersuchungen zeigen im allgemeinen, daß o£tho-Substituenten an dem 8-Phenylring im allgemeinen die Rezeptoraffinität von 8-Pheny!theophyllin senken, vermutlich weil der ortho-Substituent eine sterische Hinderung mit den N-7 und N-9 der Xanthine schafft. Hiermit in Übereinstimmung ist der Befund, daß die ortho-Substitution mit den umfangreicheren Methoxy- und Nitrogruppen die größten Affinitätsverluste verursacht. Dies läßt vermuten, daß der Rezeptor es bevorzugt, wenn sich der 8-Phenylring in der gleichen Ebene mit dem Xanthinring befindet. Von den verschiedenen ortho-Substituenten verursacht die ortho-Äminogruppe den geringsten Aktivitatsverlust der 8-Phenyltheophylline, möglicherweise deshalb, weil die Wasserstoffbindungen zu dem N-7 der Xanthine eine Konformation stabilisieren, in der 8-Phenyl- und Xanthinringe in der gleichen Ebene vorliegen.

Meta-Substituenten reduzieren im allgemeinen die Wirksamkeit der 8-Phenyltheophylline um das 3- bis 100-fache. Der 8-Phenylring hat zwei mögliche meta-Posit ionen (R_r) und der Ring rotiert frei. Wäre nur eine dc?r meta-Positionen für die Rezeptorwechselwirkungen von Bedeutung, so würden auch ungünstige Substituenten

die Wirksamkeit nur etwa um das 2fachc senken, da Rotamer das mit der unsubstituierten meta-Posit ion in Kontakt mit dem Rezeptor und die in der "unwichtigen" meta-Position substituierte Form noch die volle Affinitat aufweisen würden. Die beobachtete, sehr viel stärkere Wirkungssenkung mit meta-Substituenten läßt darauf schließen, daß beide meta-Positionen wichtig sind.

Para-Substituenten können die Wirksamkeit der 8-Phenyltheophylline entweder steigern oder senken.

Außer bei der p-Carboxylgruppe sind die Wirkungsänderungen nicht groß, nämlich in allen Fällen weniger als das 4fache. Wasserstoffbindungen an den Rezeptor scheinen keine entscheidende Rolle zu spielen, da eine Aminogruppe, die sowohl Donor als auch Akzeptor von Wasserstoffbindungen sein kann, und Chlor, das weder Donor noch Akzeptor derartiger Bindungen sein kann, die gleiche Wirkung haben. Die Ausbildung einer Resonanzstruktur mit einem Substituenten scheint ebenfalls keine entscheidende Bedeutung zu haben, da eine Methylgruppe, die keine Rezonanzform bildet, die Wirksamkeit erheblich steigert. Auch Elektronenaufnahme oder -abgabe des 8-Phenylrings scheint nicht von Wichtigkeit zu sein, da sowohl Elektronendonatoren als auch Elektronen entziehende Gruppen die gleiche Wirkung haben. Es ist. demgemäß sehr wahrscheinlich, daß die optimale Aktivität in dieser Stellung stark mit sterischen Faktoren zusammenhängt .

Obgleich para-Substituenten an dem 8-Phenylring sehr wirksame Mittel liefern, führt eine Disubstitution des 8-Phenylringes in den ortho- und para-Positionen (R-. und R₄) eindeutig zu Verbindungen mit maximaler Wirksam-

keit, insbesondere wenn R, und R- längerkettige Alkyl-

gruppen als Methyl oder Ethyl sind. Eine ortho-Aminogruppe verbessert die Hydrophilität und obgleich diese Gruppe, wenn sie allein in das 8-Phenyltheophyllin

3
eingeführt wird, die [ H]CHA-Bindungsaffinität leicht leicht senkt, .steigert sie die Affinität etwa 3fach, wenn sie in ein 8-(p-Chlorphenyl)-theophyllin eingeführt wird. Diese offensichtlich synergistische Wechselwirkung läßt darauf schließen, daß eine Gruppe (vermutlich die o-Aminogruppe) eine Konformation stabilisiert,· die für die Bindung der anderen Gruppe vorteilhaft ist.

Die nachfolgend in Tabelle III wiedergegebenen zusätzlichen Daten zeigen Adenosinrezeptor-Affinitäten ver-

3 schiedener Xanthine als Hemmung der [ H]CHA-Bindung an A,-Adenosinrezeptoren in Rinderhirnmembranen bei Verwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens.

Tabelle III

3 Substituenten Hemmung der [ H]CHA-Bindung

K. , nM

Keine (Xanthine) 99 000

1-Methyl 2 600

1,7-Dimethyl 7 400

1,3-Dimethyl(Theophyllin) 1 600

3,7-Dimethyl)Theobromin) 68 000

1,3,7-TrimethyKCoffein) 11 000

1,3-Diethyl 1 400

1,3-Dipropyl 100

l,3-Dimethyl-8-phenyl 1,2

l,3-Diethyl-8-phenyl (DPX) 2,0

1,3-Dipropyl-8-phenyl 0,12

Die in der Tabelle III zuletzt, angegebene Verbindunq ist die einzige erfindungsgemäße Verbindung. Diese Verbindung, die der Formel I entspricht, wenn R. und R^ Propylgruppen, X NH und R₃, R. und R₅ sämtlich Wasserstoff sind, ist eindeutig als Inhibitor sehr viel wirksamer als andere Verbindungen.

Die nachfolgend in Tabelle IV wiedergegebenen Daten zeigen die Adenosinrezeptor-Affinität verschiedener 8-Phenyltheophylline mit den angegebenen Substituenten an dem 8-Phenylring.

Tabelle IV

3
1b Hemmung den [ H]CHA-Bindung K., nM

Substituent an dem 8-Phenylring in Stellung

para

H 1,2 1,2 1,2

0,34 0,51 0,63 0,64

Amino 2,3 5,8 0,69

1,8 2,0 4,0 18

Tabelle V zeigt die Wirkungen der Disubstitution an dem 8Phenylring von 8-Phenyltheophyllin im Hinblick auf die Adenosinrezeptor-Affinität, bestimmt durch Hemmung der

3
[ H]CHA-Bindung an A.-Adenosinrezeptoren in Rinderhirnmembranen.

Substituent	ortho	met
H	1,2	1,2
Brom		4,0
Methyl	3,6	5,4
Msthoxy	190	8,7
Chlor
Amino	2,3	5,8
Fluor	6,8	2,4
Hydroxy	4,8	3,1
Nitro	49	22
Carboxyl	• 21 000 .	540

	Tabelle V	Hemmung der [³H]CHA-
8-PhenyJL-	Xanthin-	Bindung K., nM
Substituenten	Substituenten	1,2
H	1,3-Dimethyl	1,2
2-Amino-4-nitro	1,3-Dimethyl	5,9
2,4-Diamino	1,3-Dimethyl	0,20
2-Amino-4-chlor	1,3-Dimethyl	2,0
H	1,3-Diethyl	0,32
2-Amino-4-chlor	1,3-Diethyl	0,12
H	1,3-Dipropyl	0,14
2,4-Diamino	1,3-Dipropyl	0,022
2-Amino-4-chlor	1,3-Dipropyl

Die folgenden Verfahren wurden zur Herstellung der verschiedenen Zwischenprodukte oder Xanthin-Endprodukte verwendet, auf die in den vorangehenden Beispielen oder in den Tabellen I bis V Bezug genommen wird:

1. 1,3-Dialkyl-5-nitroso-6-aminouracile:

Die 1,3-disubstituierten 6-Aminouracile (0,5 M) wurden unter kräftigem Rühren mit einem Äquivalent Natriumnitrit in Wasser suspendiert. Konzentrierte HCl wurde in kleinen Mengen zugegeben, um den pH-Wert bei 4,0 zu halten. Als der pH nicht weiter anstieg, wurde HCl bis zu einem pH-Wert von 2,5 zugegeben und der dicke Niederschlag wurde filtriert. Das Produkt wurde getrocknet und ohne weitere Charakterisierung verwendet..

2. 1,3-Dialkyl-5,6-diaminouracile, Natriumhydrosulfitverfahren :

1,3-Diethyl-5,6-diaminouracil und 3-Allyl-l-ethyl-5,6-diaminouracil wurden durch Reduktion der korre-

spondierenden 5-Nitrosoverbindungen mit Natriumhydrosulfit hergestellt. Die Nitrosoverbindunq wurde in Wasser suspendiert (1 M) und Natriumhydrosulfit winde zugegeben bis die Nitrosofarbe verschwand. Ks wurde eine zusätzliche Menge Natriumhydrosullit zugegeben und die Lösung bei 4 C über Nacht stehengelassen. Das gefällte Bisulfitsalz des Produktes wurde durch Filtration gesammelt.

3. 1,3-Dialkyl-5,6-diaminouracile, Ammoniumsulfidverfahren:

Zu 0,01 Mol 1,3-Dipropyl-5-nitroso-6-aminouracil oder 1,3-Diallyl-5-nitroso-6-aminouracil wurde helles 10 ml 22 %iges Ammoniumsulfid unter einem Rauchabzug gegeben. Nach etwa 2 Minuten wurde die Suspension heiß und kochte in einigen Fällen heftig. Nach 30 Minuten wurde das Ammoniumsulfid in einem Rotationsverdampfer entfernt. Der zurückbleibende Feststoff roch stark nach Sulfid lieferte aber eine zufriedenstellende Kopplungsreaktion mit Benzoesäure.

4. 1,3-Dialkyl-5-acylamino-6-aminouracile,

Verfahren A: Schmelzen mit der Carbonsäure.

1,3-Dimethyl-5,6-diaminouracil und die geeignete Carbonsäure wurden bis zu einer Temperatur oberhalb ihres Mischungsschmelzpunktes (120 bis 180 C) erhitzt, bis sie entweder erstarrten oder, falls dies später eintrat, bis zum Ablauf von 3 Stunden.

Verfahren B: Schmelzen mit Acylchlorid.
1,3-Dimethyl-5,6-diaminouracil wurden in einem Überschuß eines geeigneten Säurechlorids suspendiert, und 30 Minuten bis 2 Stunden lang auf 120 bis 160⁰C erhitzt.

Verfahren C: l-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimid (EDAC) in Wasser.

1,3-Dimethyl-5,6-diaminouracil wurden bei einer Konzentration von 0,3 M in kochendem Wasser gelöst und auf eine Temperatur unterhalb 40 C abkühlen gelassen. Ein Äquivalent einer geeigneten Carbonsäure wurde hinzugegeben und der pH-Wert langsam mit NaOH angehoben, bis die Carbonsäure gelöst war (pH 4 bis pH 7). Ein Äquivalent EDAC wurde unter Rühren hinzugegeben und der pH-Wert durch Zugabe von HCl konstant gehalten. Als der pH-Wert nicht weiter anstieg, wurde das gefällte Amid durch Filtration gesammelt. Im Falle von 1,3-Dimethyl-5-(p-sulfobenzoylamino)-6-aminouracil wurde das Produkt durch Zugabe von MeOH gefällt.

Verfahren D: DICD in Methanol.

Das 1,3-Dialkyl-5,6-diaminouracil (als freie Base oder als Bisulfit) und die geeignete Carbonsäure wurden bei einer Konzentration von jeweils 0,3 M in MeOH gelöst oder suspendiert. Ein Äquivalent DICD wurde zugegeben und der reichliche Amidniederschlag wurde nach 5 bis 30 Minuten durch Filtration gesammelt. In wenigen Fällen (beispielsweise 1,3-Diethyl-5,6-diaminouracil mit 2-Amino-4-chlorbenzoesäure) war das Amid in MeOH löslich und mußte durch Fällen mit Wasser oder Abdampfen des MeOH gesammelt werden.

Verfahren E: EDAC in Methanol

Das Verfahren ist das gleiche wie Verfahren D mit dem Unterschied, daß EDAC anstelle von DICD verwendet wurde.

Verfahren F: Gemischtes Anhydrid.

Zu 2-Amino-4-nitrobenzoesäure in einem kleinen Volumen THF wurden zwei Äquivalente Tri f 1 uorossitjs.iureanhydrid gegeben. Nach 10 Minuten wurden Trifluor-

essigsäure und deren Anhydrid in einem Rotations-5

verdampfer entfernt. 0,01 Mol des als Produkt erhaltenen gemischten Anhydrids der 2-Trifluoracetamido-4-nitrobenzoesäure-trifluoressigsäure wurde mit 0,01 Mol 1,3-Dialkyl-5,6-diaminouracil 60 Minuten

lang in THF umgesetzt. Im Falle der 1,3-Dimethylderi-10

vate fiel das Produkt 1,3-Dimethyl-5-(2-trifluoracetamido-4-nitrobenzamido)-6-aminouracil in 140 ml THF aus und wurde durch Filtration gesammelt. Das 1,3-Dipropyl-Homologe war in 30 ml THF löslich und wurde in einem Rotationsverdampfer gesammelt. Wurden 5

die korrespondierenden Xanthine durch Cyclisieren in 2,5 N KOH hergestellt (siehe unten), so ging die Trifluoracetylgruppe verloren.

5. 8-Substituierte Xanthine: Cyclisieren in NaOH.
20

0,3 M des 1,3-Dialkyl-5-acylamino-6-aminouracils wurden 5 bis 20 Minuten lang in 2,5 N NaOH (oder KOH) gekocht. Unlösliche Uracile oder solche, die Elektronen liefernde Gruppen an den Acylgruppen besaßen,

erforderten die längste Zeit.
25

6. Isolierung von 8-substituierten Xanthinen.

Wenn möglich wurden die Xanthine in kochendem NaOH filtriert, um die in kochendem NaOH unlöslichen Ver-

3Q unreinigungen zu entfernen. Nach Verfahren 4 A hergestellte Xanthine enthielten gewöhnlich ein in Alkali unlösliches Material mit einem Molekulargewicht von 252. Dieser Schritt wurde weggelassen, wenn das Xanthin in kochendem NaOH unlöslich war oder wenn es während der Filtration ausfiel. Die Lösung von

Xanthin in NaOH wurde auf 0°C gekühlt. Fiel das Xanthin als Natriumsalz aus, so wurde es ohne Waschen durch Filtrieren gesammelt, in destilliertem Wasser wieder gelöst, durch Neutralisieren (pH 7 bis

9) mit konzentrierter HCl gefällt, filtriert und mit Wasser gewaschen. Blieb das Xanthin bei OC in 2,5 N NaOH in Lösung, so wurde es neutralisiert, filtriert und gewaschen. Das abschließende Waschen wurde bei 8-(p-Sulfophenyl)theophyllin weggelassen, das als Natriumsalz ausfiel. In dem Fällungsschritt . wurde bei 8-(Carboxyphenyl)theophyllinen HCl bis zu einem pH-Wert von 6 zugegeben.

7. 8-(o-Hydroxyphenyl)theophylline:

Cyclisieren in POCl.,.

8-(o-Hydroxyphenyl)theophylline konnten nicht durch das übliche Cyclisieren in NaOH hergestellt werden, auch wenn 1,3-Dimethyl-5-(acetylsalicyloyl)amino-6-aminouracil als Zwischenverbindung verwendet wurde.

Stattdessen wurde 1,3-Dimethyl-5-(acetylsalicyloyl)-amino-6-aminouracil 10 Minuten lang in POCl., am Rückfluß gehalten. Die gekühlte POCl₃-Lösung wurde langsam unter heftigem Rühren . in ein großes Volumen eisgekühlten Wassers gegeben. Nachdem das POCl, vollständig hydrolisiert war, wurde die Lösung mit KOH-Pellets neutralisiert, und filtriert. Das Filtrat war eine Mischung aus dem Xanthin und nicht-cyclisiertem Amid. Das letztere wurde durch 5 Minuten langes Kochen in 2,5 N KOH eliminiert und das Xanthin wurde durch Neutralisieren und Filtrieren gesammelt.

8. 1,3-Dipropyl-8-(2,4-diaminophenyl)xanthin, Verfahren G: Reduktion von Nitroderivaten 0,007 Mol 1,3-Dipropyl-8-(2-amino-4-nitrophenyl)xan-3h thin wurden in 20 ml kochendem 2,5 N KOH gelöst. Es

wurden 5 ml 22 %iges Ammoniumsulfid zugegeben und die Lösung von der Wärmequelle entfernt ; nach 1 Minute wurde unter dem Abzug HCl bis v.u einem ρ Η-Wort von 8 zugegeben, das Produkt durch Filtrieren ijesummelt und mit Wasser gewaschen. Etwa 25 '.'. des Produktes bestanden aus einer Schwefel ent hai I enden Verunreinigung. Da diese Verunreinigung anscheinend das Xanthin vor Oxydation schützte, wurde kein Versuch unternommen, das Xanthin weiter zu reinigen. 8-(2,4-Diaminophenyl)theophyllin wurde auf die gleiche Weise hergestellt.

9. 1,3-Dialkyl-8-(2-amino-4-chlorphenyl)xanthin, Verfahren: H aus aeyliertem Nitrosouracil.

1,3-Dipropyl-8-(2-amino-4-chlorphenyl)xanthin und 1,3-Diallyl-8-(2-amino-4-chlorphenyl)xanthin wurden nach dem Verfahren von Pfleiderer und Kempter hergestellt. 0,02 Mol 2-Nitro-4-chlorbenzoesciure wurden in 30 ml MeOH gelöst. 0,1 Mol 1,3-Dialkyl-5-nitroso-6-aminouracil wurden unter Rühren zugegeben gefolgt von 0,02 Mol DICD. Nach 10 Minuten wurde 1,3-Dialkyl-5-[(2-nitro-4-chlorbenzoyl)oxy]imino-6-(2-nitro-4-chlorbenzoyl)iminouracil als weißer Niederschlag durch Filtrieren gesammelt. Zu der trockenen Zwischenverbindung wurden 15 ml 22 %igen Ammoniumsulfids gegeben. Nach 10 Minuten wurde im Abzug konzentrierte HCl bis zu einem pH-Wert von 8 zugegeben und der Niederschlag durch Filtrieren gesammelt. Das Produkt bestand aus einer etwa 50 : 50 Mischung von 1,3-Dialkyl-8-(2-amino-2-chlorphenyl)xanthin und 1,3-Dialkyl-5-[ (2-amino-4-chlorbenzoyl)amino]-6-am inouracil. Um die Cyclisierung zu vollenden wurde das Rohprodukt 20 Minuten lang in 2,5 N KOH gekocht, anschließend neutralisiert und filtriert.

10. Reinigung der Produkte:

Wenn die Mikroanalyse der Xanthine nicht mit den theoretischen Werten übereinstimmte, wurden die Xanthine mit einer Konzentration von 0,1 M in Wasser suspendiert und mit einer minimalen Menge KOH gelöst. Nach der Filtration wurden die Xanthine neutralisiert, durch Filtration gesammelt und mit Wasser gewaschen. Wichen die Mikroanalyseergebnisse noch immer von den erwarteten Werten ab, so wurde die Verbindung aus Dimethylformamid .umkristallisiert .

11. Charakterisierung der Produkte:

Alle Produkte zeigten niedrige (M + 1)-Ionen bei chemischer Ionisationsspektrometrie mit NH-.. Außer bei Carboxyphenyltheophyllinen wurden keine (M + 18)-Peaks beobachtet. Dies ermöglichte einen leichten Nachweis der nicht cyclisierten Amide der Masse (M + 9). Die Struktur der 8-p-Sulfophenyltheophylline wurde mit H-NMR-Messung DMSO in deuteriertem bestätigt. Die Verbindungen wurden vor der Elementaranalyse getrocknet. Die meisten Verbindungen wurden gereinigt, bis zufriedenstellende Mikroanaalyseergebnisse erhalten wurden, einige wenige mußten jedoch aufgrund der kleinen Menge des zur Verfügung stehenden Materials ohne Reinigung verwendet werden.

12. Löslichkeit, der 8-Phenylxanthine:

Alle ungeladenen 8-Phenylxanthine waren in Wasser verhältnismäßig unlöslich. 8-Phenyltheophyllin war bei einer Konzentration von 10 μΜ in Wasser lös-

lieh; 1,3-Diethyl-8-phenylxanthin war bei 3 μΜ löslich. Die hydrophoberen Analogen zeigten eine erheblich geringere Löslichkeit in Wasser. 8-Phcnyltheophyllin war bei 1 mM in DMF und in 0,01 N NcU)H löslich aber nahezu unlöslich in Ethanol. Die hydrophoberen Analogen waren in NaOH weniger löslich aber besser löslich in DMF. Im Gegensatz zu den meisten 8-Phenylxanthinen war 1,3-Dipropyl-8-(2-amino-4-chlorphenyl)xanthin bei 1 mM in Ethanol loslieh. In DMF war es bei 30 mM und in heißem 0,1 N KOH bei 1 mM löslich.

Stammlösungen von 8-Phenylxanthinen wurden in 0,01 N KOH oder DMF hergestellt und bei 4°C bis zu ihrer Untersuchung gelagert. Lösungen in KOH waren etwa 3 Wochen lang stabil und Lösungen in DMF langer. KOH-Lösungen fielen gelegentlich irreversibel aus, falls sie gefroren. Verdünnungen wurden jeweils frisch aus Stammlösungen hergestellt. Die Lösungen wurden direkt mit destilliertem Wasser auf 1 oder 10 μΜ verdünnt und (wenn möglich) sofort weiterverdünnt.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die erfindungsmäßen Verbindungen gemäß Formel I, insbesondere solche, in denen X NH, R, und R₂ niedere Alkylgruppen mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen, R-. NH-, R. Halogen, insbesondere Chlor, und R^ Wasserstoff sind, außerordentlich starke Adenosinrezeptor-Antagonisten darstellen und beispielsweise als Bronchodilatoren, Kardiotonika, Diuretika und Stimulantien des Zentralnervensystems geeignet sind. Ferner können die erfindungsgemäßen Verbindungen, wenn sie mit Tritium, Jod-125 oder anderen radioaktiven Isotopen markiert sind, als Radioliganden zur Bindung an Adenosinrezeptoren dienen. Derartige Radioliganden können zur Messung des Gehalts an Adeno-

sinrezeptoren, an Adenosin oder Adenosinanalogen verwendet werden. Derartige Messungen sind als Mittel zur Forschung oder als Diagnosetests geeignet.

Ferner sind zumindest einige der erfindungsgemäßen Verbindungen wirksame Inhibitoren der cyclischen GMP-Phosphodiesterase.

Claims

UEXKULL & STOLBERG

PATENTANWÄLTE

BESELERSfRASSE 4 D 2000 HAMBURR 52

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

DR .1 Π FHHR von UrXKllll I)R UII-IIC-H GRAI SKlllllur, I)IPI IN(i -JlIROIN '.Ui^-IIANIK I)IIM IN<i ARNUI I I IUIII 1. I)R AlIARlJ von KAMI Kl

THE JOHNS HOPKINS
UNIVERSITY
Baltimore,
Maryland 21218

V.St.A.

(Prio.: 18. Februar 1983

US 467 894 -

20552/UGS/VOE/wo)

Februar 1984

Neue Adenosinrezeptor-Antagonisten

Patentansprüche

l.J Verbindungen der allgemeinen Formel

oder pharmazeutisch verträgliche Salze, Ester, Amide, Glukoside oder Formaldehydkomplexe derselben, wobei die Substituenten entweder die nachfolgend unter a) oder die unter b) angegebene Bedeutung haben:

a) X NH, O oder S

R-, eine Allyl-, niedere Alkyl- oder Cycloalkylgruppe, wobei die niedere Alkyl- oder Cycloalkylgruppe gegebenenfalls mit Hy

droxy-, niederen Alkoxy- oder Cyangruppen substituiert sein kann,

R₂ Wasserstoff, eine Allyl-, eine niedere Alkyl- oder Cycloalkylgruppe, wobei die

niedere Alkyl- oder Cycloalkylgruppe ge

gebenenfalls wie angegeben substituiert sein kann,
R₃ NH₂ oder OH,

R₄ Halogen, eine niedere Halogenalkyl-, Phe-

nyl-, Amino-, Hydroxy-, Carboxy-, niede

re Alkyl-, Cycloalkyl-, niedere Alkoxy-, Cycloalkoxy-, niedere Alkoxyamino-, niedere Alkylamino- oder Cycloalkylaminogruppe, wobei die Alkyl- oder Cycloalkylgruppe in jedem Fall gegebenenfalls mit

Hydroxy-, primären Amin-, sekundären Amin-, tertiären Amin- oder Carboxygruppen substituiert sein können, vorausgesetzt, daß R., und R, nicht beide Aminogruppen sind, wenn R, und R₂ beide Me

thylgruppen sind,

R₁- Wasserstoff, niedere Alkyl-, niedere Alkoxy-, Halogen-, Hydroxy-, Nitro- oder Amingruppen, wobei die beiden R₅~Substi-

tuenten gleich oder unterschiedlich sein

können;

b) X, R₁, R₂ und R₅

die gleiche Bedeutung wie in a) angegeben,
R₃ Wasserstoff und

R. Wasserstoff oder die Bodcutunq wie in a)

angegeben, mit dem Unterschied, daß R. eine andere Gruppe als eine Methyl- oder Ethylgruppe ist, wenn R. Wasserstoff, Halogen, eine Alkoxygruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, eine Amin- oder Alkyl-

amingruppe und R₁- Wasserstoff oder Halogen sind.
2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß X NH, R-, und R^ Alkylgruppen mit 3 oder mehr als 3 Kohlenstoffatomen, R^ eine Amingruppe, R. ein Halogen und R₁- Wasserstoff sind.
3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R, und R„ Alkylgruppen mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen sind.
4. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß R, und R„ beides Propylgruppen sind.
5. Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß R^ und R_n. Wasserstoff und X NH sind.
6. 1,3-Dipropyl-8-(2-amino-4-chlorphenyl)xanthin.
7. Verwendung der Verbindungen nach Anspruch 1 bis 6

als Adenosinrezeptor-Antagonisten zum Blockieren von Adenosinrezeptoren.
8. Verwendung von 1,3-Dipropyl-8-(2-amino-4-chlorphenyl)xanthin als Adenosinrezeptor-Antagonist.
9. Verwendung der Verbindungen nach Anspruch 1 als Wirkstoff in pharmazeutischen Zubereitungen in zur Blockierung von Adenosinrezeptoren wirksamen Mengen .