DE60009739T2

DE60009739T2 - 3-amino-2,2-di-c-alkyl-1,4-butyrolactone und n-substituierte 1,4-thiobutyrolactone die zur stimulation der gamma-aminobutansäureaktivität und zur behandlung von nervenerkrankungen verwendung finden, sowie verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE60009739T2
Application number: DE60009739T
Authority: DE
Inventors: Robert Dodd; Ahmed El Hadri; Jean-Paul Pierre POTIER; Werner Sieghart; Frantisek Jursky; Roman Furtmuller; Erwin Sigel; Urs Thomet
Original assignee: Innovationsagentur GmbH; Universitaet Bern; Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Current assignee: Innovationsagentur GmbH; Universitaet Bern; Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date: 1999-10-22
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2020-10-21
Also published as: FR2800069A1; AU7932100A; EP1226133A2; CA2387974A1; WO2001029017A2; US6660769B1; DE60009739D1; ATE263760T1; EP1226133B1; JP2003512363A; WO2001029017A3

Description

Die Erfindung betrifft N-substituierte 3-Amino-2,2-di-C-alkyl-1,4-butyrolactone und 1,4-Thiobutyrolactone, deren Herstellung, die pharmazeutischen Zusammensetzungen, die diese enthalten, und deren Verwendung als Stimulator der Aktivitität von γ-Aminobuttersäure und als Arzneimittel, welches vorzugsweise für die Behandlung von Nervenleiden oder -störungen bestimmt ist.
DER GABA-A-REZEPTOR
Die γ-Aminobuttersäure (oder GABA (1)) ist der wichtigste Neurotransmitter-Inhibitor des Zentralnervensystems. Sie wirkt auf der Ebene von drei unterschiedlichen Klassen von Rezeptoren, welche als GABA-A-, GABA-B- und GABA-C-Rezeptoren bezeichnet werden. Der GABA-A-Rezeptor, dessen Aminosäuresequenz durch Klonierungstechniken bestimmt worden ist, ist eine pentamere Struktur, welche aus Untereinheiten α, β, γ, δ und/oder ρ gebildet wird. Bis heute sind 6 α-Untereinheiten, 3 ρ-Untereinheiten, 3 γ-Untereinheiten, 1 δ-Untereinheit und 2 ρ-Untereinheiten identifiziert und sequenziert worden. Fünf von diesen Untereinheiten (beispielsweise 2α₁2β₂γ₂) vereinigen sich unter Bildung eines Kanals, welcher für Chloridionen durchlässig ist. Indem sie an diesen GABA-A-Rezeptor bindet, erhöht GABA die Durchlässigkeit des Kanals für die Chloridionen, wodurch sie die neuronale Weiterleitung hemmt. In Hinblick auf die große Anzahl von möglichen Permutationen der verschiedenen Untereinheiten wird eine sehr große Heterogenität des GABA-A-Rezeptors im Gehirn der Säugetiere beobachtet und verschiedene Strukturen des Gehirns zeigen gleichfalls ein Vorherrschen von bestimmten Kombinationen von Untereinheiten.
Die Suche nach selektiven Liganden für jeweils eine dieser verschiedenen Unterklassen von GABA-A-Rezeptoren ist ein Hauptziel der klinischen medizinischen Forschung auf diesem Gebiet.
Außer GABA kennt man eine große Anzahl von verschiedenen Klassen von Verbindungen, die an den GABA-A-Rezeptor binden. Bestimmte Produkte, wie Muscimol und Isoguvacin, binden direkt an die gleiche Stelle auf dem GABA-A-Rezeptor wie GABA und stimulieren den Rezeptor auf die gleiche Weise wie GABA selbst. Im Gegensatz zu diesen Agonisten hemmen bestimmte Substanzen, wie das Bicucullin (2), die Wirkung von GABA auf kompetitive Weise. Solche Antagonisten des GABA-Rezeptors zeigen in vivo krampfauslösende Eigenschaften (P. Krogsgaard-Larsen, B. Frolund, F.S. Jorgensen, A. Schousboe, J. Med. Chem., 1994, 37, 2489).
Die inhibitorische Wirkung von GABA kann durch Verbindungen, die mit verschiedenen allosterischen Stellen auf dem GABA-A-Rezeptor, welche von der Erkennungsstelle der GABA verschieden sind, wechselwirken, moduliert werden. Eine der bekanntesten Klassen von allosterischen Modulatoren des GABA-A-Rezeptors ist jene der Benzodiazepine (beispielsweise Diazepam (3)). Indem sie so an ihre eigene Erkennungsstelle auf dem GABA-A-Rezeptor (den Rezeptor der Benzodiazepine oder BZR) binden, verbessern diese Verbindungen die Wirkung von GABA, indem die Öffnungsfrequenz des Chloridkanals erhöht wird (R.E. Study, J.L. Barker, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1981, 78, 7180). Daraus resultieren die antikonvulsiven, anxiolytischen, sedativ-hypnotischen und muskelrelaxierenden Aktivitäten dieser Produkte, die in der Klinik in großem Umfang eingesetzt werden. Andere Klassen von mit den Benzodiazepinen strukturell nicht verwandten Verbindungen, wie die Triazolopyridazine (beispielsweise Cl 218872 (4)), die Imidazopyridine (beispielsweise Zolpidem (5)), die Cyclopyrrolone (beispielsweise Zopicolon (6)) und die β-Carboline (beispielsweise β-CCM (7)) können gleichfalls an die Rezeptoren der Benzodiazepine binden. Im Falle dieser Letzteren hemmen bestimmte Derivate die neuro-inhibitorische Wirkung von GABA, anstatt sie zu erhöhen (R.L. Macdonald, R.E. Twyman in "Ion Channels", hrsg. von T. Narahashi, Band 3, S. 315–343, Plenum Press, New York, 1992). In diesem Falle werden die Verbindungen, die im allgemeinen krampfauslösend sind, als inverse Agonisten (oder negative allosterische Modulatoren) des BZR bezeichnet, um sie von den Agonisten (oder positiven allosterischen Modulatoren) des BZR, welche therapeutisch nützlich sind, zu unterscheiden. Bestimmte von diesen Produkten legen eine Selektivität auf der Ebene der verschiedenen Unterklassen von GABA-A-/Benzodiazepin-Rezeptoren an den Tag. So ist Zolpidem, welches klinisch als Hypnotikum eingesetzt wird, für die Unterklasse von Rezeptoren der Benzodiazepine, die man vorherrschend im Kleinhirn findet (BZ1-Rezeptoren), selektiv (S. Arbilla, H. Depoortere, P. George, S.Z. Langer, Naunyn-Schmiedeberg's Arch. Pharmacol., 1985, 330, 248). Diese Selektivität kommt entweder durch ein engeres Aktivitätsspektrum (beispielsweise Anxiolyse ohne hypnotische Wirkung) oder durch eine Verringerung der unerwünschten Wirkungen dieser Art von Produkten (Gewöhnung, Abhängigkeit, Amnesie ...) zum Ausdruck.
Es existieren auf dem GABA-A-Rezeptor andere Stellen, die gleichfalls abhängig von der Bindung eines geeigneten Moleküls an diese erlauben, die Aktivität von GABA zu modulieren. Unter diesen Stellen kann man jene für die Neurosteroide (beispielsweise 3α-OH-5α-Pregnan-20-on), die Barbiturate (beispielsweise Pentobarbital), die Narkotika (beispielsweise Propofol), die Konvulsiva mit t-Butylbicyclophosphorothionat-Gerüst (beispielsweise TBPS, 8), die an die Stelle von Picrotoxin des GABA-A-Rezeptors binden, aufführen (W. Sieghart, Pharmacol. Rev., 1995, 47, 181, und C.R. Gardner, W.R. Tully, C.J.R. Hedgecock, Prog. Neurobiol., 1993, 40, 1). Andere Bindungsstellen, die weniger gut charakterisiert, aber offensichtlich unterschiedlich sind, sind jene von Loreclezol und den γ-Butyrolactonen. Solche Verbindungen modulieren ebenfalls die Wirkung von GABA in positiver Weise und diese Wirkung kommt in vivo in einer antikonvulsiven und/oder anxiolytischen Wirkung zum Ausdruck.
Unlängst ist gezeigt worden, dass die geminal dialkylierten γ-Butyrolactone (9a) und die geminal dialkylierten γ-Thiobutyrolactone (9b) die Wirkung von GABA je nach der Position und der Größe von deren Alkylsubstituenten entweder verringern oder erhöhen können (K.D. Holland, M.G. Bouley, D.F. Covey, J.A. Ferrendelli, Brain Res., 1993, 615, 170). Diese Verbindungen hemmen allosterisch die Bindung von [S³⁵]TBPS an die Membranen des Gehirns der Ratte, verdrängen aber [H³]-Flunitrazepam von seiner Bindungsstelle nicht, wobei sie die Bindung der Benzodiazepine oder von Muscimol nicht mehr erhöhen. Dies legt nahe, dass die Verbindungen vom Typ 9 auf eine Stelle einwirken können, die von jenen, die bereits auf dem GABA-A-Rezeptor-Komplex charakterisiert worden sind, verschieden ist.
Schließlich ist Loreclezol (10) eine neue Verbindung, die zugleich eine antikonvulsive Aktivität und eine anxiolytische Aktivität in verschiedenen Tiermodellen zeigt (A. Wauquier et al., Drug Dev. Res., 1990, 19, 375, und G.R. Dawson, R. Curnow, P. Bayley, A. Rambridge, M.D. Tricklebank, Eur. J. Pharmacol. 1994, 252, 325). Diese Verbindungen haben lediglich eine vernachlässigbare Affinität für die Erkennungsstellen der Benzodiazepine. Obgleich die direkte Wechselwirkung von Loreclezol mit den GABA-A-Rezeptoren im Rahmen der Untersuchungen von rekombinanten Rezeptoren gezeigt worden ist, ist die Beziehung zwischen den Bindungsstellen von Loreclezol und den anderen allosterischen Bindungsstellen dieses Rezeptors bis zum heutigen Tage nicht klar. Unlängst ist gezeigt worden, dass die Affinität von Loreclezol für die Rezeptoren, die die Untereinheiten β₂ oder β₃ enthalten, 300-mal größer ist als jene für die Rezeptoren, die die Untereinheit β₁ enthalten (P.B. Wingrove, K.A. Wafford, C. Bain, P.J. Whiting, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1994, 91, 4569). Diese Selektivität kann das Fehlen von sedativen Wirkungen von Loreclezol erklären und legt nahe, dass die Verbindungen, die mit der Bindungsstelle von Loreclezol auf dem GABA-A-Rezeptor wechselwirken, bedeutende therapeutische Anwendungen haben können.
Es ist also klar, dass eine große Anzahl von allosterischen modulatorischen Stellen, die die Wirkung von GABA erhöhen und somit eine therapeutische Wirksamkeit bei einem breiten Spektrum von Erkrankungen oder Störungen des Zentralnervensystems zeigen können, auf dem GABA-A-Rezeptor existieren. Es kann also vernünftigerweise geschlossen werden, dass neue chemische Strukturen andere allosterische modulatorische Stellen entdecken könnten, die bis zum heutigen Tage auf dem GABA-A-Rezeptor noch nicht charakterisiert worden sind, oder an bekannte Stellen mit höheren Affinitäten oder größeren Selektivitäten binden können. Solche Verbindungen können als Ergebnis eine starke und/oder hochspezifische Aktivität ebenso wie geringere unerwünschte Ne benwirkungen bei der Behandlung solcher Erkrankungen oder Störungen zeigen.
Covey et al. sind die ersten gewesen, die auf die krampfauslösenden und antikonvulsiven Eigenschaften der geminal dialkylierten 1,4-Butyrolactone hingewiesen haben (W.E. Klunk, A.C. McKeon, D.F. Covey, J.A. Ferrendelli, Science, 1982, 217, 1040). Sie haben gefunden, dass, während die Dialkyl-Substitutionen in der β-Position (d.h. an C-3) des Butyrolactons (beispielsweise die Verbindung 54) krampfauslösende Wirkungen bei Mäusen erzeugen, ähnliche Substituenten in der α-Position (d.h. an C-2) (beispielsweise die Verbindung 55) zu Verbindungen mit antikonvulsiven Eigenschaften bei Mäusen führen, indem sie die durch Pentylentetrazol und Picrotoxin induzierten Attacken verhindern. Struktur-Funktions-Untersuchungen an der Verbindung 55 zeigten, dass die antikonvulsive Aktivität aufrechterhalten blieb, wenn die Alkylsubstituenten 4 Kohlenstoffatome oder weniger enthielten. Wenn mehr Kohlenstoffatome vorhanden waren, wurden krampfauslösende Effekte beobachtet. Diese Autoren haben auch die α-alkylsubstituierten 1,4-Thiobutyrolactone untersucht (beispielsweise 48, α-EMTBL) (D.F. Covey et al., J. Med. Chem., 1991, 34, 1460), die Cyclopentanone 56 und Lactame (beispielsweise 57) untersucht. In gleicher Weise wurden antikonvulsive Aktivitäten bei diesen drei Serien von Verbindungen mit Alkylsubstituenten mit kurzer Kette beobachtet.
Die Tabelle 5 zeigt in vitro-Daten für die aktivsten Beispiele dieser Verbindungen hinsichtlich ihrer Fähigkeit, S³⁵-TBPS zu verdrängen (was eine Affinität für die Bindungsstelle von Picrotoxin des GABA-A-Rezeptors anzeigt), sowie ihrer Fähigkeit, durch GABA in kultivierten Neuronen erzeugte Ströme zu stimulieren.
Tabelle 5: Verdrängung von TBPS und Verstärkung von GABA, welche durch verschiedene veröffentlichte Verbindungen, die mit jenen der Erfindung verwandt sind, erzeugt werden.
Die aktivsten Verbindungen der Erfindung (30, 31, 34, 35) sind im allgemeinen wirkungsvoller darin, TBPS zu verdrängen (siehe Tabellen 2a und 2b), als die in der Tabelle 5 gezeigten veröffentlichten Verbindungen. Noch wichtiger, sind die aktiven Verbindungen der Erfindung wirkungsvoller darin, die durch GABA erzeugten Ströme zu stimulieren. Während beispielsweise der Prozentsatz der Stimulation der GABA-Ströme durch relativ hohe Konzentrationen (0,3–1 mM) der veröffentlichten Verbindungen unveränderlich weniger als +200% betrug, stimulieren die Verbindungen der Erfindung die GABA-Reaktion um bis zu +700% und dies bei niedrigeren Konzentrationen (100 μM).
Die Beobachtung, dass es sehr wenig Korrelation zwischen dem Vermögen der Verdrängung von TBPS und der Verstärkung von GABA (ebenso wie hinsichtlich der antikonvulsiven Wirkkraft) gibt, hat Covey et al. dazu geführt, zu vermuten, dass die Verbindungen dieser Familie (insbesondere α-EMTBL, 48, an dem die größte Anzahl von Untersuchungen ausgeführt wurde) partiell durch Bin dung an eine Stelle an oder nahe der Stelle von Picrotoxin des GABA-A-Rezeptors ebenso wie an eine von dem eigenen Rezeptor für die Lactone und die Thiolactone (die Stelle der Butyrolactone) verschiedene Stelle wirken (D.F. Covey et al., Mol. Pharmacol., 1997, 52, 114). Es ist gezeigt worden, dass diese Verbindungen nicht an die Bindungsstelle der Barbiturate und der Benzodiazepine des GABA-A-Rezeptors binden (D.F. Covey et al., Neuropharmacology, 1996, 35, 123).
Andererseits hat es in der Literatur keine Vermutungen oder Hinweise darauf gegeben, dass die Dialkyl-1,4-butyrolactone und -thiobutyrolactone mit der Erkennungsstelle von Loreclezol-Antikonvulsivum (10) des GABA-A-Rezeptors wechselwirken. Der indirekte Nachweis legt nahe, dass dies nicht der Fall ist, denn α-EMTBL (48) stimuliert allein die aus α-Untereinheiten zusammengesetzten GABA-A-Rezeptoren (D.F. Covey et al., Neuropharmacology, 1996, 35, 123), wohingegen bekannt ist, dass die Bindungsstelle von Loreclezol allein auf den Rezeptoren, die die Untereinheiten β₂ und β₃ enthalten, vorhanden ist (P.B. Wingrove, K.A. Wafford, C. Bain, P.J. Whiting, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1994, 91, 4569).
Es ist also offensichtlich, dass die Anwesenheit einer Aminfunktion, die an der Position C-3 der 2,2-Dialkyl-1,4-butyrolactone, die Gegenstand der Erfindung sind, substituiert ist, zu einer bedeutenderen Erhöhung der GABA-Wirkungen führt als die beschriebenen analogen Moleküle, die diese Funktionalität nicht haben. Es scheint auch, dass wenigstens in bestimmten Fällen bestimmte der Verbindungen der Erfindung durch die neue Bindungsstelle von Loreclezol auf dem GABA-A-Rezeptor wirken können. Diese beiden Eigenschaften verleihen den Verbindungen der Erfindung einen potentiell großen therapeutischen Wert.
Die Erfindung betrifft folglich die Verbindungen der allgemeinen Formel:
in welcher:
Z für ein Schwefel- oder Sauerstoffatom steht,
die Gruppen R1 und R2, die gleich oder voneinander verschieden sein können, jeweils für eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe stehen,
X für ein CO, ein CO₂, ein SO oder ein SO₂ steht
und die Gruppe R für eine Alkyl-, Aryl-, Alkenyl- oder Arylalkylgruppe steht,
mit der Maßgabe, dass, wenn Z für ein Sauerstoffatom steht, X für ein SO₂ steht und R für eine Gruppe
steht,
R1 und R2 nicht alle beide für die Methylgruppe stehen.
Die bevorzugten Verbindungen der Erfindung sind so, dass Z für ein Sauerstoffatom steht. Sie haben tatsächlich eine interessantere Aktivität.
Eine besondere Gruppe von erfindungsgemäßen Verbindungen wird gebildet durch die Verbindungen mit der allgemeinen Formel:
in welcher:
X für ein CO, ein CO₂, ein SO oder ein SO₂ steht
und die Gruppe R für eine Alkyl-, Aryl-, Alkenyl- oder Arylalkylgruppe steht.
Unter den bevorzugten Verbindungen der Erfindung kann man die Verbindung mit der Formel:
aufführen.
Unter dem Begriff Alkylgruppe versteht man die linearen oder verzweigten, substituierten oder nicht-substituierten Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen. Bevorzugte Beispiele von Alkylgruppen sind die Gruppen CH₃, CH₂CH₃, CH₂CH₂CH₃ und C(CH₃)₃.
Unter dem Begriff Alkenylgruppe versteht man die linearen oder verzweigten, substituierten oder nicht-substituierten Alkenylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Ein bevorzugtes Beispiel von Alkenylgruppen ist CH₂CH=CH₂.
Unter dem Begriff Arylgruppen versteht man substituierte oder nicht-substituierte aromatische Cyclen mit wenigstens 3 Kohlenstoffatomen, welche einen einzigen oder mehrere aromatische Kerne haben. Die aromatischen Cyclen können miteinander verknüpft oder kondensiert sein. Beispiele von bevorzugten aromatischen Cyclen sind die Phenyle, Naphthyle. Beispiele von bevorzugten Substituenten dieser Cyclen sind Alkylgruppen, wie CH₃, Halogenatome, wie Cl, halogenierte Alkylgruppen, wie CF₃, Gruppen vom Typ OCH₃ und Amine, wie NH₂ oder N(CH₃)₂.
Unter dem Begriff Aralkyl- oder Arylalkylgruppen versteht man Arylgruppen, welche wie oben definiert sind, welche mit der Gruppe CO oder SO oder CO₂ oder SO₂ durch das Zwischenglied einer Alkylgruppe, welche wie zuvor definiert ist, verknüpft sind. Ein bevorzugtes Beispiel der Arylalkylgruppe ist die Gruppe CH₂Ph.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen weisen allesamt ein Asymmetriezentrum auf und können folglich in Form von optischen Isomeren existieren. Die Erfindung umfasst ebenso auch diese Isomeren entweder getrennt oder als Mischung.
Die Erfindung betrifft gleichfalls die Herstellungsweise der Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel I:
in welcher:
Z für ein Schwefel- oder Sauerstoffatom steht,
die Gruppen R1 und R2, die gleich oder voneinander verschieden sein können, jeweils für eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe stehen,
X für ein CO, ein CO₂, ein SO oder ein SO₂ steht
und die Gruppe R für eine Alkyl-, Aryl-, Alkenyl- oder Arylalkylgruppe steht,
die die Folgende sein kann:
das Amin der Verbindung der allgemeinen Formel:
in welcher:
Z für ein Schwefel- oder Sauerstoffatom, vorzugsweise ein Sauerstoffatom steht
und die Gruppen R1 und R2, die gleich oder voneinander verschieden sein können, jeweils für eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe stehen,
wird mit einem geeigneten Reagens behandelt, um die erfindungsgemäßen Verbindungen zu erhalten. Dieses Reagens gehört vorzugsweise zu der Familie der Acylchloride, Sulfonylchloride oder Chlorformiate.
Dieses Verfahren kann einen vorab erfolgenden Schritt einer Hydrogenolyse umfassen, um die Benzylgruppe der Verbindung der allgemeinen Formel:
in welcher:
Z für ein Schwefel- oder Sauerstoffatom, vorzugsweise ein Sauerstoffatom steht
und die Gruppen R1 und R2, die gleich oder voneinander verschieden sein können, jeweils für eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe stehen,
zu entfernen.
Diesem Schritt kann ein Schritt einer Alkylierung der Verbindung der allgemeinen Formel:
in welcher:
Z für ein Schwefel- oder Sauerstoffatom, vorzugsweise ein Sauerstoffatom steht
und die Gruppe R1 für eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe steht,
an Position C-2 durch Behandlung mit einer starken Base, gefolgt von der Zugabe eines Alkylierungsmittels der allgemeinen Formel R2X, in welcher R2 für eine Alkyl-, Alkenyl- oder Arylalkylgruppe steht, vorangehen.
Diesem Schritt kann noch ein Schritt einer Monoalkylierung des 3-Benzylaminolactons der allgemeinen Formel:
in welcher:
Z für ein Schwefel- oder Sauerstoffatom, vorzugsweise ein Sauerstoffatom steht,
an Position C-2 durch Behandlung mit einer starken Base, gefolgt von der Zugabe eines Alkylierungsmittels der allgemeinen Formel R1X, in welcher R1 für eine Alkyl-, Alkenyl- oder Arylalkylgruppe steht, vorangehen.
Diesem Schritt kann noch ein Schritt einer 1,4-Addition vom Michael-Typ von Benzylamin an ein ungesättigtes 1,4-Butyrolacton oder 1,4-Thiobutyrolacton vorangehen, um das entsprechende 3-Benzylaminolacton zu erhalten.
In einem bevorzugten Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung ist das Ausgangsprodukt, welches erlaubt, wie in dem vorangehenden Schritt das entsprechende optisch reine 3-Benzylaminolacton zu erhalten, eine D- oder L-Asparaginsäure. Die am Ende dieses Verfahrens nach den 5 zuvor beschriebenen Schritten erhaltenen Verbindungen sind dann optisch rein.
In einem anderen Beispiel eines Herstellungsverfahrens ist die starke Base, die eingesetzt wird, um die Alkylierungen auszuführen, Lithiumhexamethyldisilazid.
Die Erfindung betrifft gleichfalls die pharmazeutischen Zusammensetzungen, welche als Wirkstoff eine Verbindung der folgenden allgemeinen Formel:
in welcher:
Z für ein Schwefel- oder Sauerstoffatom steht,
die Gruppen R1 und R2, die gleich oder voneinander verschieden sein können, jeweils für eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe stehen,
X für ein CO, ein CO₂, ein SO oder ein SO₂ steht
und die Gruppe R für eine Alkyl-, Aryl-, Alkenyl- oder Arylalkylgruppe steht,
und einen geeigneten Träger umfassen. Diese Zusammensetzungen können für die Verabreichung an Säugetiere, einschließlich des Menschen, formuliert werden. Die Dosierung variiert je nach der Behandlung und je nach der fraglichen Erkrankung. Diese Zusammensetzungen werden so hergestellt, dass sie auf dem Wege des Verdauungstrakts oder dem parenteralen Wege verabreicht werden können.
In den pharmazeutischen Zusammensetzungen der Erfindung zur oralen, sublingualen, subkutanen, intramuskulären, intravenösen, transdermalen, örtlichen oder rektalen Verabreichung kann der Wirkstoff in Einheitsverabreichungsformen, in einer Mischung mit klassischen pharmazeutischen Trägern an Tiere oder an Menschen verabreicht werden. Die geeigneten Einheitsverabreichungsformen umfassen die Formen zur oralen Verabreichung, wie die Tabletten, Kapseln, Pulver, Körnchen/Granulate und die oralen Lösungen oder Suspensionen, die sublingualen und bukkalen Verabreichungsformen die subkutanen, intramuskulären, intravenösen, intranasalen oder intraokularen Verabreichungsformen und die rektalen Verabreichungsformen.
Wenn man eine feste Zusammensetzung in Form von Tabletten herstellt, mischt man den Hauptwirkstoff mit einem pharmazeutischen Träger, wie Gelatine, Stärke, Lactose, Magnesiumstearat, Talkum, Gummi arabicum oder analogen Verbindungen. Man kann die Tabletten mit Saccharose oder anderen geeigneten Materialien überziehen oder man kann diese ferner so behandeln, dass sie eine länger andauernde oder verzögerte Aktivität aufweisen und dass sie eine vorher festgelegte Wirkstoffmenge auf eine kontinuierliche Weise freisetzen.
Man erhält eine Zubereitung in Kapseln, indem man den Wirkstoff mit einem Verdünnungsmittel mischt und die erhaltene Mischung in weiche oder harte Kapseln gießt.
Eine Zubereitung in Form von Sirup oder Elixir kann den Wirkstoff zusammen mit einem Süßstoff, einem Antiseptikum wie auch einem Mittel, welches Geschmack verleiht, und einem geeigneten Färbemittel enthalten.
Die in Wasser dispergierbaren Pulver oder Körnchen/Granulate können den Wirkstoff in einer Mischung mit Dispersionsmitteln oder Benetzungsmitteln oder Suspensionsmitteln ebenso wie mit geschmackskorrigierenden Mitteln oder Süßstoffen enthalten.
Für eine rektale Verabreichung greift man auf Zäpfchen zurück, die mit Bindemitteln, welche bei der rektalen Temperatur schmelzen, beispielsweise Kakaobutter oder Polyethylenglykolen, hergestellt werden.
Für eine parenterale, intranasale oder intraokulare Verabreichung setzt man wässrige Suspensionen, isotonische Kochsalzlösungen oder sterile und injizierbare Lösungen, die Dispersionsmittel und/oder Benetzungsmittel, welche pharmakologisch verträglich sind, enthalten.
Der Wirkstoff kann gleichfalls in Form von Mikrokapseln, gegebenenfalls mit einem oder mehreren zusätzlichen Trägern, formuliert werden.
Die Erfindung betrifft gleichfalls die Verwendung der Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel:
in welcher:
Z für ein Schwefel- oder Sauerstoffatom steht,
die Gruppen R1 und R2, die gleich oder voneinander verschieden sein können, jeweils für eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe stehen,
X für ein CO, ein CO₂, ein SO oder ein SO₂ steht
und die Gruppe R für eine Alkyl-, Aryl-, Alkenyl- oder Arylalkylgruppe steht, als Stimulator der Aktivität von γ-Aminobuttersäure, welcher über den GABA-A-Rezeptor des Zentralnervensystems wirkt.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel:
in welcher:
Z für ein Schwefel- oder Sauerstoffatom steht,
die Gruppen R1 und R2, die gleich oder voneinander verschieden sein können, jeweils für eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe stehen,
X für ein CO, ein CO₂, ein SO oder ein SO₂ steht
und die Gruppe R für eine Alkyl-, Aryl-, Alkenyl- oder Arylalkylgruppe steht,
und die pharmazeutischen Zusammensetzungen, die diese enthalten, können als Arzneimittel, insbesondere für die Behandlung von Nervenleiden oder -störungen, eingesetzt werden. Diese Leiden oder Störungen sind vorzugsweise vom Typ Epilepsie, Angst, Depression, Schlafstörungen, Panikattacken, Muskelkontraktionen, Schmerz, Abhängigkeit von Alkohol oder von Benzodiazepinen oder psychotisches Verhalten.
SYNTHESE
Herstellung der racemischen Verbindungen
Unter Einsatz der von Perlmutter (M.P. Collis, P. Perlmutter, Tetrahedron: Asymmetry, 1996, 7, 2117) beschriebenen Methode liefert die 1-4-Addition vom Michael-Typ mittels Benzylamin an kommerziell erhältlichem 2-(5H)-Furanon 12 in Methanol eine racemische Mischung von 3-Benzylamino-1,4-butyrolacton 13 (Schema 1). Dieses Letztere wird zuallererst mit Lithiumhexamethyldisilazid in THF bei –78°C und dann mit einem Alkylhalogenid in Gegenwart von HMPA behandelt, um die cis/trans-Mischung von 2-Monoalkyl-3-benzylamino-1,4-butyrolacton 14 zu erhalten, die durch eine Chromatographiesäule mit Kieselgel aufgetrennt werden kann. Man setzt als typische alkylierende Agentien Methyliodid, p-Methoxybenzylchlorid, 2-Bromethylbenzol ein.
In dem Falle vom Allylbromid ist das hauptsächliche erhaltene Produkt das 2,2-Diallylderivat 16. Die monoalkylierten Derivate 14 können später zu asymmetrischen 2,2-dialkylierten Derivaten 15 alkyliert werden.
Schema 1
Die monoalkylierten Derivate 14 oder dialkylierten Derivate 15 werden einer katalytischen Hydrogenolyse in Ethanol bei 40 p.s.i. in Gegenwart von 10% Palladium auf Kohlenstoff unterzogen, wodurch die entsprechenden instabilen 3-Amino-Derivate 17 bzw. 18 erhalten werden (Schema 2). Diese Letzteren werden unverzüglich in Dichlormethan in Gegenwart von Triethylamin und von DMAP mit Alkyl-, Alkenyl- oder Arylsulfonylchloriden, Alkyloxycarbonyl-, Alkenoxycarbonyl- oder Aryloxycarbonylchloriden oder Alkylsäurechloriden, Alkenylsäurechloriden oder Arylsäurechloriden behandelt, um die entsprechenden N-substituierten Derivate 19 bzw. 20 zu erhalten. Alternativ können die Verbindungen 14 und 15 mit den gleichen Reagenzien behandelt werden, um die N,N-disubstituierten Derivate 21 bzw. 22 zu erhalten.
Schema 2
In dem speziellen Fall des Diallylderivats 16 führt die Hydrogenolyse der N-Benzylgruppe auch zu der Reduktion der Doppelbindungen, wodurch 2,2-Dipropyl-3-amino-1,4-butyrolacton 18 (R1 = R2 = Propyl) erhalten wird, das sulfonyliert oder N-acyliert wird, wie oben, wodurch die Verbindungen 20 (R1 = R2 = Propyl) erhalten werden.
Schema 3
Isolierung der reinen Enantiomere der erfindungsgemäßen Verbindungen
a) durch HPLC an einer chiralen Säule
Die racemischen Mischungen der Verbindungen R,S-20 können durch HPLC an einer chiralen Säule getrennt werden. Beispielsweise führt das Auftragen von 40 mg des Racemats 30 auf eine chirale OD-Säule und die Elution mit 9:1 Hexan/2-Propanol zu der Isolierung von 12 mg R-Isomer (Retentionszeit = 12,3 min; [α]_D = –0,28 (CHCl₃)) und von 13 mg S-Isomer (Retentionszeit = 13,6 min; [α]_D = +0,24 (CHCl₃)), wobei die beiden Fraktionen eine Enantiomerenreinheit von mehr als 95% aufweisen.
b) durch enantiospezifische Synthese ausgehend von Asparaginsäure
Das Ausgangsmaterial 3-Benzylamino-1,4-butyrolacton 13 kann in einer enantiomerenreinen Form hergestellt werden, indem man von L- oder D-Asparaginsäure ausgeht und indem man eine Methodik, die zuvor beschrieben worden ist (G.J. McGarvey et al., J. Amer. Chem. Soc., 1986, 108, 4943), einsetzt. So liefert die Behandlung von D-Asparaginsäure D-23 in einer Mischung von Ether und 3 N Natriumhydroxid mit Benzyloxycarbonylchlorid das N-Benzyloxycarbonylderivat 24 (Schema 4). Die Behandlung von diesem Letzteren mit Essigsäureanhydrid erzeugt das Anhydrid 25, welches selektiv zu (R)-3-(Benzyloxycarbonylamino)-1,4-butyrolacton ((R)-26) reduziert wird. Die Entfernung der Cbz-Blockierungsgruppe durch Hydrogenolyse und reduzierende Alkylierung des resultierenden Amins mit Benzaldehyd liefert das Benzylamin (R)-13. Die Behandlung dieses Letzteren wie zuvor mit Lithiumhexamethyldisilazid und einem Überschuss Allylbromid (Schema 1) liefert dann die Verbindung (R)-16, die man in die Verbindung (R)-20 überführen kann, indem die gleiche Reihe von Reaktionen, welche eingesetzt worden ist, um die racemische Verbindung 20 herzustellen (Schema 3), eingesetzt wird.
Schema 4
Die Anwendung dieses Reaktionsschemas auf L-Asparaginsäure (L-23) liefert dann Zugang zu dem Enantiomer (S)-20 (Schema 5).
Schema 5
BINDUNGSUNTERSUCHUNGEN AN DEM REZEPTOR
Die synthetisierten Verbindungen werden in vitro auf ihre Fähigkeit, an unterschiedliche Stellen auf dem GABA-A-Rezeptor, einschließlich der Stelle von GABA selbst (durch Untersuchung der Verdrängung von H³-Muscimol), der Stelle der Benzodiazepine (durch Verdrängung von H³-Flunitrazepam), der Stelle von Picrotoxin (durch Verdrängung von S³⁵-TBP5), zu binden, hin untersucht. Kurz zusammengefasst, werden eingefrorene Membranen, welche aus dem Kleinhirn oder aus dem Gehirn ohne Kleinhirn stammen, aufgetaut, zentrifugiert und in 50 mM Tris-Citrat, pH 7,4, zu einer Proteinkonzentration von ungefähr 1 mg/ml resuspendiert. Die Membranen (0,5 ml) werden dann in einem Gesamtvolumen von 1 ml Lösung, enthaltend 50 mM Tris-Citrat-Puffer, pH 7,4, 150 mM NaCl und 2 nM [H³]Flunitrazepam oder 2 nM [H³]Muscimol in Abwesenheit oder in Anwesenheit von verschiedenen Konzentrationen der zu untersuchenden Verbindung bzw. von 10 μM Diazepam bzw. von 10 μM GABA 90 min bei 4°C inkubiert. Für die Bindung von [S³⁵]TBPS werden die Membranen in einem Gesamtvolumen von 1. ml Lösung, enthaltend 50 mM Tris-Citrat-Puffer, pH 7,4, 200 mM NaBr und 2 nM [S³⁵]TBPS in Abwesenheit oder Anwesenheit von verschiedenen Konzentrationen der zu untersuchenden Verbindung oder von 10 μM TBPS oder von Picrotoxinin 180 min bei Umgebungstemperatur inkubiert (W. Sieghart, A. Schuster, Biochem. Pharmacol., 1984, 33, 4033 und J. Zezula et al., Eur. J. Pharmacol., 1996, 301, 207).
Die Membranen werden dann durch Whatman GF/B-Filter filtriert. Wenn die Bindung von [H³]Flunitrazepam oder von [H³]Muscimol untersucht wird, werden die Filter zweimal mit 5 ml einer eisgekühlten Pufferlösung von 50 mM Tris-Citrat gespült. Wenn die Bindung von [S³⁵]TBPS untersucht wird, werden die Filter dreimal mit 3,5 ml von dieser Pufferlösung gespült. Die Filter werden in Szintillationsfläschchen überführt und einer Szintillationszählung nach Zugabe von 3,5 ml Szintillationsflüssigkeit unterworfen. Die in Gegenwart von 10 μM Diazepam, von 10 μM GABA oder von 10 μM TBPS bestimmte nicht-spezifische Bindung wird von der Gesamtmenge der Bindung von [H³]Flunitrazepam, [H³]Muscimol bzw. [S³⁵]TBPS subtrahiert, um die spezifische Bindung zu erhalten.
ELEKTROPHYSIOLOGISCHE UNTERSUCHUNGEN
Die synthetisierten Verbindungen werden auch auf ihre Fähigkeit hin, die Öffnung des Kanals des GABA-A-Rezeptors hervorzurufen oder die durch GABA erzeugten Ströme allosterisch zu modulieren, untersucht. Mit diesem Ziel werden die rekombinanten GABA-A-Rezeptoren in Xenopus-Oozyten exprimiert. Kurz zusammengefasst, werden die Oozyten von Xenopus laevis präpariert, sie erhalten eine Injektion, werden von den Follikeln befreit und es werden die Ströme auf die beschriebene Weise (E. Sigel, J. Physiol., 1987, 386, 73 und E. Sigel, R. Baur, G. Trube, H. Möhler, P. Malherbe, Neuron, 1990, 5, 703) aufgezeichnet. Die Oozyten erhalten eine Injektion von 50 nl cRNA, gelöst in 5 mM K-Hepes (pH 6,8). Diese Lösung enthält die die verschiedenen Untereinheiten kodierenden Transkripte in einer Konzentration von 10 nM für α₁, 10 nM für β₂ und 50 nM für γ₂. Die RNA-Transkripte werden ausgehend von linearisierten Plasmiden, welche das gewünschte Protein kodieren, unter Einsatz des "message machine"-Kits (Ambion) gemäß den Empfehlungen der Hersteller synthetisiert. An die Transkripte wird ein poly(A)-Schwanz von ungefähr 300 Resten angefügt, indem die poly(A)-Polymerase aus Hefe (USB oder Amersham) verwendet wird. Die cRNA-Kombinationen werden in Ethanol kopräzipitiert und bei –20°C aufbewahrt. Die Transkripte werden auf Agarosegelen quantifiziert, nachdem sie mit dem Farbstoff RNA-"Rouge Radiant" (Bio-Rad) angefärbt worden sind, indem die Intensitäten der Färbungen mit verschiedenen Mengen von Molekulargewichtsmarkern (RNA-Ladder, Gibco-BRL) verglichen werden. Die elektrophysiologischen Experimente werden durch die Drahtspannzangen- oder Spannungsklemmen- ("pince de tension")-Methode mit zwei Elektroden mit einem Bindungspotential von –80 mV ausgeführt. Das Medium enthält 90 mM NaCl, 1 mM KCl, 1 mM MgCl₂, 1 mM CaCl₂ und 10 mM Na-Hepes (pH 7,4). GABA wird während 20 s angewendet und es wird ein Waschzeitraum von 4 min zugelassen, um die vollständige Wiederherstellung der Desensibilisierung sicherzustellen. Das Perfusionssystem wird zwischen den Anwendungen der Verbindungen durch Waschen mit Dimethylsulfoxid gereinigt, um eine Verunreinigung zu vermeiden. Die Verbindungen werden in einer Konzentration von 100 μM in Abwesenheit von GABA angewendet, um zu sehen, ob sie als Agonisten des Kanals wirken können. Um die allosterische Modulation zu untersuchen, wird GABA zuallererst allein, dann in Kombination mit entweder 0,1 μM oder 100 μM der Verbindungen angewendet.
PHARMAKOLOGISCHE ERGEBNISSE
Alle synthetisierten Verbindungen werden in vitro auf ihre Fähigkeit hin, tritiummarkiertes Flunitrazepam (H³-Flu, für die Bindungsstelle der Benzodiazepine des GABA-A-Rezeptors selektiver Ligand), S³⁵-TBPS (selektiv für die Bindungsstelle von Picrotoxin) und tritiummarkiertes Muscimol (selektiv für die Bindungsstelle von GABA) zu verdrängen, untersucht. Diese Verbindungen werden auch auf ihre Fähigkeit hin, die durch GABA in Frosch-Oozyten, die den Subtyp α₁β₂γ₂ des GABA-Rezeptors exprimie ren, erzeugten Ströme zu verhindern oder zu stimulieren, untersucht. Die für alle Verbindungen einzeln aufgeführten Ergebnisse sind in den Tabellen 1a, 1b, 1c und 1d gezeigt.
Tabelle 1a: Prozentsatz der Stimulation der durch GABA erzeugten Ströme durch die Derivate des Lactons in Frosch-Oozyten, welche die rekombinanten GABA-Rezeptoren α₁β₂γ₂ exprimieren, und Verdrängung der radioaktiv markierten Liganden durch diese.
Tabelle 1b
Tabelle 1c
Tabelle 1d
Die aktivsten Verbindungen sind in den Tabellen 2a und 2b zusammengefasst.
Tabelle 2a. Aktivitäten von bestimmten Verbindungen (racemische Mischung) gemäß der Erfindung gegenüber dem GABA-A-Rezeptor
Tabelle 2b
Diese Beispiele von Verbindungen und die mit diesen erhaltenen Ergebnisse sind in nicht-einschränkender Weise angegeben und veranschaulichen die Erfindung.
Die Schlussfolgerungen, die aus der Aktivitäts-Funktions-Untersuchung gezogen werden können, sind die folgenden:

– Die aktivsten Verbindungen (d.h. jene, die die größte Stimulation der durch GABA erzeugten Ströme erzeugen) sind jene, die gleichzeitig eine geminale Dialkyl-Substitution an der Position α (oder 2) und ein sekundäres Amid, ein Sulfonamid oder ein Carbamat an der Position β (oder 3) aufweisen. Diese werden durch das Phenylcarboxamid 34 (420% Stimulation der durch GABA erzeugten Ströme bei einer Konzentration von 200 μM; 207% Stimulation bei 20 μM, 17% Stimulation bei 2 μM), das p-Chlorphenylsulfonamid 31 (23% Stimulation bei 5 μM (in höheren Konzentrationen unlöslich)) bzw. das Allylcarbamat 35 (765% Stimulation bei 200 μM, 229% bei 20 μM und 26% bei 2 μM) repräsentiert. Dieses Letztere ist die aktivste synthetisierte Verbindung. Zum Vergleich erzeugt α-Ethyl-α-methylthiobutyrolacton (α-EMTBL, 48), das aktivste Antikonvulsivum, das bis heute beschrieben worden ist, in einer Konzentration von 100 μM keine Stimulation der GABA-Ströme. Es ist eine Konzentration von 200 μM α-EMTBL erforderlich, um eine Stimulation von 20% zu erzeugen (G.C. Mathews et al., Neuropharmacology, 1996, 35, 123). Die Verbindungen der Erfindung (beispielsweise 35) sind folglich bis zu 100-mal wirkungsvoller als α-EMTBL bei der Stimulation der durch GABA erzeugten Ströme.
– Die Bedeutung der gleichzeitigen Anwesenheit des Amin-Substituenten an der β-Position und der Dialkyl-Substituenten an der α-Position wird durch die geringen, den GABA-Strom stimulierenden Aktivitäten der Verbindungen 26 (nur ein Amin-Substituent an dem Lacton-Kern), 29 (nur Dialkyl-Substituenten) und 28 (nur ein Amin-Substituent und ein Alkyl-Substituent) gezeigt.
– Keine der Verbindungen der Erfindungen verdrängt tritiummarkiertes Flunitrazepam von seiner Bindungsstelle, was somit zeigt, dass diese Verbindungen nicht an die Bindungsstelle der Benzodiazepine des GABA-A-Rezeptors binden. In bestimmten Fällen (beispielsweise 31, 34, 35) wird eine geringfügige Stimulation der Bindung von Flunitrazepam beobachtet, wahrscheinlich aufgrund der allosterischen Wechselwirkungen, welche aus der Bindung dieser Verbindungen an andere Stellen auf dem Rezeptor hervorgehen.
– Eine schwache Wechselwirkung von bestimmten von diesen Verbindungen (beispielsweise 30, 31, 34, 35) mit der Bindungsstelle von Picrotoxin des GABA-A-Rezeptors wird durch die Verdrängung von S³⁵-TBPS mit IC₅₀-Werten in der Größenordnung von 10 bis 100 μM gezeigt. Es gibt keine offensichtliche Korrelation zwischen den Affinitäten zu der Bindungsstelle von TBPS und dem Vermögen, die durch GABA erzeugten Ströme zu stimulieren.
– Keine der Verbindungen der Erfindung verdrängt H³-Muscimol (Tabelle 1), was somit anzeigt, dass diese Verbindungen nicht an die Erkennungsstelle von GABA auf dem GABA-A-Rezeptor binden.
– Wie in der Tabelle 3 gezeigt ist, ist die Aktivität je nach der Stereochemie des Amin-Substituenten des Lacton-Kerns unterschiedlich. So ist die Verbindung R-30 (erhalten entweder durch Auftrennung der racemischen Mischung an einer chiralen Säule oder durch enantiospezifische Synthese ausgehend von D-Asparaginsäure, Schema 4) zweimal wirkungsvoller als das entsprechende S-Isomer.

Tabelle 3: Stimulaton der durch GABA erzeugten Ströme durch Wechselwirkung der Enantiomere der Verbindung 30 mit den rekombinanten GABA-A-Rezeptoren α₁β₂γ₂
Während die Verbindungen der Erfindung offenbar nicht mit den Erkennungsstellen der Benzodiazepine oder von GABA des GABA-A-Rezeptors wechselwirken und nur schwach an die Erkennungsstelle von Picrotoxin/TBPS binden, legen die Experimente mit den rekombinanten GABA-A-Rezeptoren, welche unterschiedliche Untereinheiten-Zusammensetzungen aufweisen, nahe, dass wenigstens bestimmte der Verbindungen mit der Bindungsstelle von Loreclezol wechselwirken können. So beobachtet man, dass die Verbindung R-30 (100 μM) eine 5-mal stärkere Stimulation der GABA-Ströme bei den Rezeptoren, welche die Untereinheiten β₂ enthalten, verglichen mit den Rezeptoren, die lediglich die Untereinheit β₁ enthalten, erzeugt (Tabelle 4). In einer Konzentration von 10 μM erzeugt die Verbindung R-30 lediglich eine Stimulation bei den Rezeptoren, die die Untereinheit β₂ aufweisen. Das Loreclezol-Antikonvulsivum erhöht in ähnlicher Weise die Aktivität des GABA-A-Rezeptors, indem es mit einer auf den Rezeptoren, welche die Untereinheit β₂ (ebenso wie β₃) enthalten, vorhandenen Stelle, die aber auf den Rezeptoren, welche die Untereinheit β₁ enthalten, nicht vorhanden ist, wechselwirkt (P.B. Wingrove, K.A. Wafford, C. Bain, P.J. Whiting, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1994, 91, 4569). Außerdem ist das Antikonvulsivum α-EMTBL in der Lage, die Rezeptoren, wel che allein die α-Untereinheiten enthalten, zu stimulieren, was nahelegt, dass α-EMTBL nicht auf die Bindungsstelle von Loreclezol einwirkt. Die Verbindungen der Erfindung scheinen folglich die Aktivität von GABA zu stimulieren, indem sie auf eine Stelle einwirken, die von jener von α-EMTBL und der verwandten Verbindungen verschieden ist, trotz der offensichtlichen strukturellen Ähnlichkeit dieser beiden Klassen von Verbindungen.
Tabelle 4: Stimulation der durch GABA erzeugten Ströme durch die Verbindung R-30 bei den rekombinanten GABA-A-Rezeptoren, welche eine Untereinheit β₁ oder β₂ aufweisen.
Die folgenden Beispiele, welche nicht als Einschränkung angegeben werden, veranschaulichen die Erfindung.
SYNTHESEVERFAHREN
(R,S)-3-Benzylamino-1,4-butyrolacton 13
Eine Lösung von 2-(5H)Furanon (2,5 g, 2,1 ml, 29,7 mmol) in Methanol (3 ml) wird auf 0°C abgekühlt und mit Benzylamin (3,82 g, 3,9 ml, 35,7 mmol) behandelt. Die resultierende Lösung wird bei 0°C 24 h bewegt. Das Lösemittel wird verdampft und der Rückstand wird durch Flash-Chromatographie (Elutionsmittel 1/1: EtOAc/Hexane) gereinigt. Die die Substanz mit Rf = 0,07 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch die Verbindung 13 in Form eines gelben Öls (3,5 g, 60%) erhalten wird.
Elementaranalyse für C₁₁H₁₃NO₂: Berechnet, %: C, 69,09; H, 6,85; N, 7,32. Gefunden, %: C, 68,94; H, 6,82; N, 7,22.
Allgemeines Verfahren zur Alkylierung von 3-Benzylamino-1,4-butyrolacton [(R,S)-13]
Eine Lösung von Lacton 13 in THF wird tropfenweise zu einer Lösung von Lithiumhexamethyldisilazid (2,2 Äquiv.) in THF bei –78°C unter Argonatmosphäre unter Bewegung zugesetzt. Nach 30 min bei dieser Temperatur wird dann das Elektrophil in HMPA durch eine Kanüle in die Enolatlösung zugesetzt. Die Mischung wird dann die angegebene Zeit lang bewegt und die Reaktionsmischung wird durch Zugabe einer gesättigten wässrigen Ammoniumchloridlösung neutralisiert. Die Mischung wird dann mehrere Male mit CH₂Cl₂ extrahiert, getrocknet (MgSO₄) und unter verringertem Druck aufkonzentriert. Die Rohprodukte werden dann durch Chromatographie gereinigt, so wie individuell für jedes von diesen beschrieben wird.
trans-3-Benzylamino-2-C-methyl-1,4-butyrolacton (trans-14)
Eine Lösung von ausgehend von dem Lacton (R,S)-13 hergestelltem Lithiumenolat (0,366 g, 1,916 mmol) bei –78°C wird mit einer Lösung von Iodmethan (5 Äquiv., 0,6 ml, 9,58 mmol) in HMPA (0,5 ml) behandelt. Die resultierende Mischung wird bei –78°C 2 h bewegt. Die Reaktionsmischung wird dann bei 0°C neutralisiert, wodurch ein gelbes Öl erhalten wird. Das Rohprodukt wird durch Flash-Chromatographie (1/1: EtOAc/Hexane) gereinigt. Die die Substanz mit Rf = 0,05 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch 0,07 g (38%) trans-14 (R₁ = CH₃) erhalten wird.
Elementaranalyse für C₁₂H₁₅NO₂: Berechnet, %: C, 70,22; H, 7,37; N, 6,82. Gefunden, %: C, 70,04; H, 7,32; N, 6,79.
Die die Substanz mit Rf = 0,06 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und derart aufkonzentriert, dass 0,016 g (9%) cis-14 (R₁ = CH₃) erhalten wird.
cis- und trans-3-Benzylamino-2-C-allyl-1,4-butyrolactone cis-14 und trans-14, 3-Benzylamino-3,3-di-C-allyl-1,4-butyrolacton 16
Eine Lösung von ausgehend von dem Lacton (R,S)-13 hergestelltem Lithiumenolat (0,46 g, 2,44 mmol) bei –78°C wird mit einer Lösung von Allylbromid (5 Äquiv., 1,16 ml, 12,2 mmol) in HMPA (5 ml) behandelt. Die resultierende Mischung wird bei –78°C 2 h bewegt. Die Reaktionsmischung wird dann bei 0°C neutralisiert, wodurch ein gelbes Öl erhalten wird. Das Rohprodukt wird durch Flash-Chromatographie (1/1: EtOAc/Hexane) gereinigt. Die die Substanz mit Rf = 0,4 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch 0,1 g (18%) trans-14 (R₁ = Allyl) erhalten wird.
Eine HRMS, berechnet für C₁₄H₁₈NO₂, ergibt 232,1337. Man hat 232,1337 gefunden. Infrarot (Film): 1772,5 (CO) cm^–1. Elementaranalyse für C₁₄H₁₇NO₂: Berechnet, %: C, 72,70; H, 7,41; N, 6,06. Gefunden, %: C, 72,46; H, 7,61; N, 6,06.
Die die Substanz mit Rf = 0,5 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch 0,015 g (9%) cis-14 (R₁ = Allyl) erhalten wird.
Infrarot (Film): 1772,3 (CO) cm^–1. MS (Cl, Isobut) m/z 232 (M+1). HRMS berechnet für C₁₄H₁₈NO₂: 232,1337. Man hat 232,1339 gefunden.
Die die Substanz mit Rf = 0,7 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch die Diallylverbindung 16 (0,34 g, 52%) erhalten wird.
MS (Cl, Isobut) m/z 272 (M+1). Infrarot (Film): 1639,3 (Allyl), 1770 (CO, Lacton), 3338 (NH) cm^–1. Elementaranalyse für C₁₇H₂₁NO₂: Berechnet, %: C, 75,25; H, 7,80; N, 5,16. Gefunden, %: C, 74,87; H, 7,91; N, 5,08.
cis- und trans-3-Benzylamino-2-C-(p-methoxybenzyl)-1,4-butyrolactone cis-14 und trans-14
Eine Lösung von ausgehend von dem Lacton (R,S)-13 hergestelltem Lithiumenolat (0,46 g, 2,44 mmol) bei –78°C wird mit einer Lösung von p-Methoxybenzylbromid (5 Äquiv., 1,65 ml, 12,2 mmol) in HMPA (5 ml) behandelt. Die resultierende Mischung wird bei –78°C 4 h bewegt. Die Reaktionsmischung wird dann bei 0°C neutrali siert, wodurch ein gelbes Öl erhalten wird. Das Rohprodukt wird durch Flash-Chromatographie (1/3: EtOAc/Hexane) gereinigt. Die die Substanz mit Rf = 0,2 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch 0,076 g (10%) trans-14 (R2 = p-Methoxybenzyl) erhalten wird.
Infrarot (Film): 1512,7, 1611,7, 1771,8 (CO, Lacton), 3400 (NH) cm^–1. MS (Cl, Isobut.): m/z 312 (M+1). HRMS, berechnet für C₁₉H₂₂NO₃: 312,1599. Man hat 312,1595 gefunden.
Die die Substanz mit Rf = 0,3 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch 0,05 g (7%) cis-14 (R₁ = p-Methoxybenzyl) erhalten wird.
Infrarot (Film): 1612,3, 1772,3 (CO, Lacton), 3398 (NH) cm^–1.
MS (Cl, Isobut.): m/z 312 (M+1). HRMS, berechnet für C₁₉H₂₂NO₃: 312,1599. Man hat 312,1585 gefunden.
cis- und trans-3-Benzylamino-2-C-(benzylethyl)-1,4-butyrolactone 38 und 39
Eine Lösung von ausgehend von dem Lacton (R,S)-13 hergestelltem Lithiumenolat (0,11 g, 0,6 mmol) bei –78°C wird mit einer Lösung von 2-Bromethylbenzol (5 Äquiv., 0,42 ml, 3 mmol) in HMPA (1 ml) behandelt. Die resultierende Mischung wird bei –78°C 6 h bewegt. Die Reaktionsmischung wird dann bei 0°C neutralisiert, wodurch ein gelbes Öl erhalten wird. Das Rohprodukt wird durch Flash-Chromatographie (1/1: EtOAc/Hexane) gereinigt. Die die Substanz mit Rf = 0,4 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch die Verbindung 39 (0,015 g, 8%) erhalten wird.
MS (Cl, Isobut.): m/z 296 (M+1). HRMS, berechnet für C₁₉H₂₂NO₂: 296,1650. Man hat 296,1650 gefunden.
Die die Substanz mit Rf = 0,5 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch die Verbindung 38 (0,01 g, 6%) erhalten wird.
MS (Cl, Isobut.): m/z 296 (M+1). HRMS, berechnet für C₁₉H₂₂NO₂: 296,1650. Man hat 296,1658 gefunden.
Allgemeines Verfahren zur Herstellung der 3-Benzyloxycarbonylamino-1,4-butyrolactone
Eine Lösung von Lactonen (R,S)-14 oder 15 (1,63 mmol) in Ethanol (10 ml), enthaltend Palladium auf Kohlenstoff (10%), wird unter Wasserstoff (40 p.s.i.) 16 h bewegt. Die Mischung wird filtriert, das Lösemittel des Filtrats wird verdampft und der Rückstand wird in dem folgenden Schritt ohne weitere Reinigung eingesetzt. Zu der resultierenden Mischung, welche die 4-Aminolactone, CH₂Cl₂ (3 ml), Et₃N (0,4 ml) und DMAP (0,045 g) enthält, wird Benzylchlorformiat (1,2 Äquiv.) bei 0°C zugesetzt und die Reaktionsmischung wird bei dieser Temperatur 30 min bewegt. Nach 12 h bei Umgebungstemperatur wird das Lösemittel unter verringertem Druck entfernt und der Rückstand wird durch Flash-Chromatographie gereinigt.
cis- und trans-3-Benzyloxycarbonylamino-2-C-methyl-1,4-butyrolactone
27 und 28 werden hergestellt, wie oben beschrieben, ausgehend von der Verbindung 14 (R₁ = CH₃). Die Produkte werden einer Chromatographie an Kieselgel unter Verwendung von EtOAc/Hexanen (1/1) als Elutionsmittel unterzogen. Die die Substanz mit Rf = 0,4 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch die Verbindung 28 (27%), deren Schmelzpunkt 127–128°C beträgt, erhalten wird.
MS (Cl, Isobut.): m/z 250 (M+1). HRMS, berechnet für C₁₃H₁₅NO₄: 249,1000. Man hat 249,0978 gefunden.
Die die Substanz mit Rf = 0,5 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch die Verbindung 27 (15%) erhalten wird.
MS (FAB, Thioglycerol): m/z 248 (M–1). HRMS, berechnet für C₁₃H₁₅NO₄: 249,1000. Man hat 249,0992 gefunden.
3-Benzyloxycarbonylamino-2,2-C-dipropyl-1,4-butyrolacton 30 wird hergestellt, wie oben beschrieben, ausgehend von Verbindung 16. Das Produkt wird einer Chromatographie an Kieselgel unter Verwendung von EtOAc/Hexanen (1/1) als Elutionsmittel unterzogen. Die die Substanz mit Rf = 0,7 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch die Verbindung 30 in Form eines weißen Feststoffs (52%), welcher einen Schmelzpunkt von 91–92°C hat, erhalten wird.
MS (Cl, Isobut.): m/z 320 (M+1). Infrarot (KBr): 1556,7, 1684–1698 (O-CO-N), 1774,1 (CO, Lacton) cm^–1. Elementaranalyse für C₁₈H₂₅NO₄: Berechnet, %: C, 67,69; H, 7,89; N, 4,39. Gefunden, %: C, 67,94; H, 7,84; N, 4,25.
3-Benzyloxycarbonylamino-1,4-butyrolacton 26 wird hergestellt, wie oben beschrieben, ausgehend von Verbindung 13. Das Produkt wird einer Chromatographie an Kieselgel unter Verwendung von EtOAc/Hexanen (1/1) als Elutionsmittel unterzogen. Die die Substanz mit Rf = 0,4 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und auf konzentriert, wodurch die Verbindung 26 in Form eines weißen Feststoffs (61%) mit einem Schmelzpunkt von 101–102°C erhalten wird.
MS (Cl, Isobut.): m/z 236 (M+1). Infrarot (KBr): 1552, 1673–1693 (O-CO-N), 1779,4 (CO, Lacton), 3307,7 (NH) cm^–1. Elementaranalyse für C₁₂H₁₃NO₄: Berechnet, %: C, 61,27; H, 5,57; N, 5,95. Gefunden, %: C, 61,39; H, 5,66; N, 5,91.
Allgemeines Verfahren zur Herstellung der 3-(N-Benzyl,N-benzyloxycarbonyl)amino-1,4-butyrolactone
Zu einer Mischung von 3-Benzylamino-2-C-methyl-1,4-lacton 14 (1,63 mmol), Et₃N (0,4 ml) und DMAP (0,045 g) in CH₂Cl₂ (5 ml) wird Benzylchlorformiat (1,2 Äquiv.) bei 0°C zugesetzt. Nach 30 min bei 0°C, dann 12 h bei Umgebungstemperatur wird das Lösemittel unter verringertem Druck entfernt und der Rückstand wird durch Flash-Chromatographie gereinigt.
Die cis- und trans-3-(N-Benzyl,N-benzyloxycarbonyl)amino-2-C-methyl-1,4-butyrolactone 43 und 42 werden hergestellt, wie oben beschrieben, ausgehend von Verbindung 14 (R₁ = CH₃). Die Produkte werden einer Chromatographie an Kieselgel unter Verwendung von EtOAc/Hexanen (1/1) als Elutionsmittel unterzogen. Die die Substanz mit Rf = 0,6 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und auf konzentriert, wodurch die Verbindung 43 (11%) erhalten wird.
Elementaranalyse für C₂₀H₂₁NO₄: Berechnet, %: C, 68,55; H, 6,71. Gefunden, %: C, 68,18; H, 6,56.
Die die Substanz mit Rf = 0,7 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch die Verbindung 42 (22%) erhalten wird.
Elementaranalyse für C₂₀H₂₁NO₄: Berechnet, %: C, 68,55; H, 6,71. Gefunden, %: C, 68,42; H, 6,38.
N-(Benzyloxycarbonyl)-D-asparaginsäureanhydrid (25) wird ausgehend von N-(Carbobenzyloxy)-D-asparaginsäure (24) durch die Methode von McGarvey et al. (G.J. Mc Garvey et al., J. Amer. Chem. Soc., 1986, 108, 4943) mit einer Gesamtausbeute von 80% bezogen auf die D-Asparaginsäure (D-23) hergestellt. Der Schmelzpunkt beträgt 126–127°C. [α]_D +26° (c 1,22, MeOH). Infrarot (KBr) 1529, 1697 (O-CO-N), 1781 und 1866 (Anhydrid).
3-(R)-[(Benzyloxycarbonyl)amino]-1,3-butyrolacton (R)-26
Zu einer bewegten Aufschlämmung von 0,138 g (3,6 mmol) Natriumborhydrid in THF (7 ml) bei 0°C wird tropfenweise 0,9 g (3,6 mmol) Anhydrid 25 in THF (8 ml) zugesetzt. Nach Bewegung bei Umgebungstemperatur während 1 h wird die Reaktionsmischung vorsichtig mit 6 N HCl bis auf pH 2 angesäuert und wird dann unter verringertem Druck (Wasser-Saugung) bis auf ungefähr ein Viertel ihres Volumens auf konzentriert. Der Rückstand wird mit Wasser verdünnt und mit 4 Portionen Ethylacetat extrahiert, dann werden die vereinigten organischen Extrakte unter verringertem Druck aufkonzentriert. Das Rohprodukt wird durch Flash-Chromatographie (1/1: EtOAc/Hexane) gereinigt. Die die Substanz mit Rf = 0,4 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch die Verbindung (R)-26 in Form eines weißen Feststoffs (50%) mit einem Schmelzpunkt von 101–102°C erhalten wird.
[α]_D +49,2° (c 1, CHCl₃). MS (Cl, Isobut.): m/z 236 (M+1). Infrarot (KBr): 1558, 1674–1694 (O-CO-N), 1780 (CO, Lacton), 3307,4 (NH) cm^–1.
3-(R)-Benzylamino-1,4-butyrolacton (R)-13
Eine Lösung von 0,15 g Lacton (R)-26 (0,64 mmol) in EtOAc (10 ml), welche Palladium auf Kohlenstoff (10%) enthält, wird unter Wasserstoff (30 p.s.i.) bei Umgebungstemperatur 4 h bewegt. Die Mischung wird filtriert, das Lösemittel des Filtrats wird verdampft und der Rückstand wird in dem folgenden Schritt ohne wei tere Reinigung verwendet. Zu der resultierenden Mischung, welche das 3-Aminolacton in Methanol (3 ml) enthält, wird 0,065 ml (0,64 mmol) Benzaldehyd unter Kühlung hinzugesetzt. Nachdem man die Lösung 1 h hat ruhen lassen, wird sie mit Methanol verdünnt, um ein Gesamtvolumen von 20 ml zu erhalten, und mit einem Platinoxid-Katalysator unter einem Druck von 40 p.s.i. hydriert. Die Reduktion ist in drei Stunden beendet. Nachdem man den Katalysator entfernt hat, wird das Lösemittel verdampft und der Rückstand wird durch Flash-Chromatographie (1/1: EtOAc/Hexane) gereinigt. Die die Substanz mit Rf = 0,07 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch die Verbindung (R)-13 in Form eines farblosen Öls (0,07 g, 57%) erhalten wird.
[α]_D +16,5° (c 1, CHCl₃). ¹H-NMR (200 MHz, CDCl₃) δ: 1,62 (1H, s, NH), 2,38 (1H, dd, J₁=17,5 Hz, J₂=4,6 Hz), 2,70 (1H, dd, J₁, J₃=7,1 Hz), 3,67 (1H, m), 3,79 (2H, s), 4,11 (1H, dd, J₄=9,5 Hz J₅=3,9 Hz), 4,36 (1H, dd, J₄, J₅=5,9 Hz), 7,26–7,37 (5H, m).
3-(R)-Benzylamino-2,2-di-C-allyl-1,4-butyrolacton (R-16) wird auf die zuvor für die Verbindung R,S-16 beschriebene Weise synthetisiert. Kurz zusammengefasst, wird eine Lösung von ausgehend von dem Lacton (R)-13 hergestelltem Lithiumenolat (0,092 g, 0,488 mmol) bei –78°C mit einer Lösung von Allylbromid (5 Äquiv., 0,23 ml, 2,44 mmol) in HMPA (1 ml) behandelt. Die resultierende Mischung wird bei –78°C 2 h bewegt. Die Reaktionsmischung wird dann bei 0°C neutralisiert, wodurch ein gelbes Öl erhalten wird. Das Rohprodukt wird durch Flash-Chromatographie (1/1: EtOAc/Hexane) gereinigt. Die die Substanz mit Rf = 0,4 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch das Monoallylderivat (0,01 g, 9%) erhalten wird.
[α]_D +32,6° (c 1, CHCl₃). ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 1,64 (1H, NH), 2,24 (1H, m), 2,39 (2H, m), 2,60 (1H, m), 3,75 (2H, q, J₁=12,1 Hz), 4,23 (1H, dd, J₂=9,03 Hz, J₃=6,41 Hz), 4,36 (1H, dd, J₂, J₄=6, 64 Hz), 5,24 (2H, m), 5,85 (1H, m), 7,31–7,35 (5H, m).
Die die Substanz mit Rf = 0,7 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch die Diallylverbindung R-16 (0,068 g, 52%) erhalten wird.
[α]_D +1,4° (c 0,8, CHCl₃). ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 1,51 (1H, NH), 2,32 (2H, m), 2,47 (2H, m), 3,54 (1H, dd, J₁=8,43 Hz, J₂=7,68 Hz), 3,80 (2H, s), 3.81 (1H, dd, J₃=1,55 Hz, J₄=6,4 Hz), 4,28 (1H, dd, J3, J₅=7,68 Hz), 5,00–5,22 (4H, m), 5,68 (1H, m), 5,88 (1H, m), 7,30–7,36 (5H, m).
3-(R)-Benzyloxycarbonylamino-3,3-di-C-propyl-1,4-butyrolacton (R-30) wird ausgehend von der Verbindung R-16 wie zuvor für die Verbindung R,S-30 beschrieben hergestellt. Das Produkt wird einer Chromatographie an Kieselgel unter Verwendung von EtOAc/Hexanen (1/1) als Elutionsmittel unterzogen. Die die Substanz mit Rf = 0,7 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch die Verbindung R-30 in Form eines farblosen Öls (57%) erhalten wird.
[α]_D –0,28° (c 1,44, CHCl₃). ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ: 0,90 (3H, t, J₁=7,2 Hz), 0,92 (3H, t, J₂=7,1 Hz), 1,18–1,69 (8H, m), 3,84 (1H, dd, J₃=8,6 Hz, J₄=7,4 Hz), 4,45–4,58 (2H, m), 4,88 (1H, NH, d, J₅=8,28 Hz), 5,12 (2H, s), 7,36 (5H, s).
Dieses Produkt ist anhand der HPLC-Analyse (Retentionszeit: 12,3 min) identisch mit der ausgehend von den Auftrennungen der racemischen Mischung durch analytische HPLC-Läufe (Elutionsmittel 9/1: Hexane/Isopropanol) an einer chiralen OD-Säule erhaltenen Substanz.
Allgemeines Verfahren für die Herstellung der 3-Sulfonyl- und -Acylamino-2,2-di-C-propyl-l,4-butyrolactone 31–36
Eine Lösung von Lacton R,S-16 (1,63 mmol) in Ethanol (10 ml), welche Palladium auf Kohlenstoff (10%) enthält, wird unter Wasserstoff (40 p.s.i.) 16 h bewegt. Die Mischung wird filtriert, das Lösemittel des Filtrats wird verdampft und der Rückstand wird in dem folgenden Schritt ohne weitere Reinigung verwendet. Zu der resultierenden Mischung, welche 3-Amino-2,2-dipropylbutyrolacton, CH₂Cl₂ (3 ml), Et₃N (0,4 ml) und DMAP (0,045 g) enthält, wird R-Cl (1,2 Äquiv.) bei 0°C hinzugesetzt und die Reaktionsmischung wird bei dieser Temperatur 30 min bewegt. Nach 12 h bei Umgebungstemperatur wird das Lösemittel unter verringertem Druck entfernt und der Rückstand wird durch Flash-Chromatographie gereinigt.
3-(p-Chlorphenylsulfonamido)-2,2-di-C-propyl-1,4-butyrolacton 31 wird ausgehend von der Verbindung 16 und p-Chlorphenylsulfonylchlorid auf die oben beschriebene Weise hergestellt. Das Produkt wird einer Chromatographie an Kieselgel unter Verwendung von EtOAc/Hexanen (1/1) als Elutionsmittel unterzogen. Die die Substanz mit Rf = 0,7 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und auf konzentriert, wodurch die Verbindung 31 in Form eines weißen Feststoffs (84%) mit einem Schmelzpunkt von 96–97°C erhalten wird.
MS (Cl, Isobut.): m/z 360 (M+1). Infrarot (KBr): 1173,7 und 1477,7 (SO₂N-), 1757,7 (CO, Lacton) cm^–1. Elementaranalyse für C₁₆H₂₂NO₄SCl +0,1 Hexan: Berechnet, %: C, 54,11; H, 6,40; N, 3,80; S, 8,70. Gefunden, %: C, 54,22; H, 6,19; N, 3,57; S, 8,65.
3-(p-Trifluormethylphenylsulfonamido)-2,2-di-C-propyl-1,4-butyrolacton 32 wird ausgehend von der Verbindung 16 und p-Trifluormethylphenylsulfonylchlorid auf die oben beschriebene Weise hergestellt. Das Produkt wird einer Chromatographie an Kieselgel unter Verwendung von EtOAc/Hexanen (1/1) als Elutionsmittel unterzogen. Die die Substanz mit Rf = 0,6 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch die Verbindung 32 in Form eines weißen Feststoffs (57%) mit einem Schmelzpunkt von 106–107°C erhalten wird.
MS (Cl, Isobut.): m/z 394 (M+1). Infrarot (KBr): 1168,9 und 1323,3 (SO₂N-), 1752,9 (CO, Lacton) cm^–1. Elementaranalyse für C₁₇H₂₂NO₄SF₃ + 0,1 H₂O: Berechnet, %: C, 51,66; H, 5,66; N, 3,54; S, 8,11. Gefunden, %: C, 51,27; H, 5,31; N, 3,32; S, 8,42.
3-(p-Methoxyphenylsulfonamido)-2,2-di-C-propyl-l,4-butyrolacton 33 wird ausgehend von der Verbindung 16 und p-Methoxyphenylsulfonylchlorid auf die oben beschriebene Weise hergestellt. Das Produkt wird einer Chromatographie an Kieselgel unter Verwendung von EtOAc/Hexanen (1/1) als Elutionsmittel unterzogen. Die die Substanz mit Rf = 0,6 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch die Verbindung 33 in Form eines weißen Feststoffs (84%) mit einem Schmelzpunkt von 103–104°C erhalten wird.
MS (Cl, Isobut.): m/z 356 (M+1). Infrarot (KBr) : 1167, 8 und 1323,3 (SO₂N-), 1753,7 (CO, Lacton) cm^–1. Elementaranalyse für C₁₇H₂₅NO₅S + 0,1 Hexan: Berechnet, %: C, 58,06; H, 7,31; N, 3,85; S, 8,81. Gefunden, %: C, 58,28; H, 7,21; N, 3,96; S, 8,46.
3-Benzoylamino-2,2-di-C-propyl-1,4-butyrolacton 34 wird ausgehend von der Verbindung 16 und Benzoylchlorid auf die oben beschriebene Weise hergestellt. Das Produkt wird einer Chromatographie an Kieselgel unter Verwendung von EtOAc/Hexanen (1/1) als Elutionsmittel unterzogen. Die die Substanz mit Rf = 0,5 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und auf konzentriert, wodurch die Verbindung 34 in Form eines weißen Feststoffs (57%) mit einem Schmelzpunkt von 130–131°C erhalten wird.
MS (Cl, Isobut.): m/z 290 (M+1). Infrarot (KBr): 1546,8, 1637,1 (CO-N), 1766,69 (CO, Lacton), 3306,4 (NH) cm^–1. Elementaranalyse für C₁₇H₂₃NO₃: Berechnet, %: C, 70,56; H, 8,01; N, 4,84. Gefunden, %: C, 70,37; H, 7,91; N, 4,75.
3-Allyloxycarbonylamino-2,2-di-C-propyl-1,4-butyrolacton 35 wird ausgehend von der Verbindung 16 und Allyloxycarbonylchlorid auf die oben beschriebene Weise hergestellt. Das Produkt wird einer Chromatographie an Kieselgel unter Verwendung von EtOAc/Heptanen (1/1) als Elutionsmittel unterzogen. Die die Substanz mit Rf = 0,6 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch die Verbindung 35 in Form eines weißen Feststoffs (81%) mit einem Schmelzpunkt von 80–81°C erhalten wird.
MS (Cl, Isobut.): m/z 270 (M+1). Infrarot (KBr): 1557,2, 1686,1 (O-CO-N), 1777,4 (CO, Lacton), 3315,9 (NH) cm^–1. Elementaranalyse für C₁₄H₂₃NO₄: Berechnet, %: C, 62,43; H, 8,61; N, 5,20. Gefunden, %: C, 62,41; H, 8,49; N, 5,09.
3-Ethyloxycarbonylamino-2,2-di-C-propyl-1,4-butyrolacton 36 wird ausgehend von der Verbindung 16 und Ethyloxycarbonylchlorid auf die oben beschriebene Weise hergestellt. Das Produkt wird einer Chromatographie an Kieselgel unter Verwendung von EtOAc/Heptanen (1/1) als Elutionsmittel unterzogen. Die die Substanz mit Rf = 0,5 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzent riert, wodurch die Verbindung 36 in Form eines weißen Feststoffs (77%) mit einem Schmelzpunkt von 111–112°C erhalten wird.
MS (Cl, Isobut.): m/z 258 (M+1). Infrarot (KBr): 1548,39, 1690,1 (O-CO-N), 1787,8 (CO, Lacton), 3326,2 (NH) cm^–1. Elementaranalyse für C₁₃H₂₃NO₄: Berechnet, %: C, 60,68; H, 9,01; N, 5,44. Gefunden, %: C, 60,67; H, 8,86; N, 5,43.
3-tert.-Butyloxycarbonylamino-2,2-di-C-propyl-1,4-butyrolacton 37 wird ausgehend von der Verbindung 16 und Di-tert.-butyldicarbonat auf die oben beschriebene Weise hergestellt. Das Produkt wird einer Chromatographie an Kieselgel unter Verwendung von EtOAc/Heptanen (1/1) als Elutionsmittel unterzogen. Die die Substanz mit Rf = 0,7 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch die Verbindung 37 in Form eines weißen Feststoffs (70%) mit einem Schmelzpunkt von 134–135°C erhalten wird.
MS (EI, MeOH): m/z 285 (M). Infrarot (KBr): 1683, 3 (O-CO-N), 1768,6 (CO, Lacton), 3340,2 (NH) cm^–1. Elementaranalyse für C₁₅H₂₇NO₄: Berechnet, %: C, 63,13; H, 9,54; N, 4,91. Gefunden, %: C, 63,33; H, 9,48; N, 4,89.
3-[p-Aminophenylsulfonamido]-2,2-di-C-propyl-1,4-butyrolacton 44 wird ausgehend von der Verbindung 16 und p-Nitrophenylsulfonylchlorid auf die oben beschriebene Weise hergestellt. Das Produkt wird einer Chromatographie an Kieselgel unter Verwendung von EtOAc/Heptanen (1/1) als Elutionsmittel unterzogen. Die die Substanz mit Rf = 0,6 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch 3-(p-Nitrophenylsulfonamido]-2-2-di-Cpropyl-1,4-butyrolacton (94%) erhalten wird. Dieses Letztere wird durch katalytische Hydrierung auf die oben beschriebene Weise reduziert, wodurch die Verbindung 44 (Rf = 0,3, 87%) erhalten wird.
MS (EI, MeOH): m/z 340 (M). Elementaranalyse für C₁₆H₂₄N₂O₄S + 0,5 H₂O: Berechnet, %: C, 54,99; H, 7,21; N, 7,02; S, 9,17. Gefunden, %: C, 55,11; H, 6,88; N, 6,96; S, 9,03.
3-(p-(Allyloxycarbonylamino)phenylsulfonamido]-2,2-di-C-propyl-1,4-butyrolacton 45 wird ausgehend von der Verbindung 44 und Allylchlorformiat auf die oben beschriebene Weise hergestellt. Das Produkt wird einer Chromatographie an Kieselgel unter Verwendung von EtOAc/Heptanen (1/1) als Elutionsmittel unterzogen. Die die Substanz mit Rf = 0,5 enthaltenden Fraktionen werden vereinigt und aufkonzentriert, wodurch die hygroskopische Verbindung 45 (77%) erhalten wird.
MS (EI, MeOH): m/z 424 (M). Elementaranalyse für C₂₀H₂₈N₂O₆S + 0,1 C₇H₁₆: Berechnet, %: C, 57,22; H, 6,87; N, 6,15. Gefunden, %: C, 57,08; H, 6,81; N, 5,94.

Claims

Verbindung, welche durch die folgende allgemeine Formel angegeben wird:
in welcher: Z für ein Schwefel- oder Sauerstoffatom steht, die Gruppen R1 und R2, die gleich oder voneinander verschieden sein können, jeweils für eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe stehen, X für ein CO, ein CO₂, ein SO oder ein SO₂ steht und die Gruppe R für eine Alkyl-, Aryl-, Alkenyl- oder Arylalkylgruppe steht, mit der Maßgabe, dass, wenn Z für ein Sauerstoffatom steht, X für ein SO₂ steht und R für eine Gruppe
steht, R1 und R2 nicht alle beide für die Methylgruppe stehen.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Z für ein Sauerstoffatom steht.
Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie angegeben wird durch die allgemeine Formel:
in welcher: X für ein CO, ein CO₂, ein SO oder ein SO₂ steht und die Gruppe R für eine Alkyl-, Aryl-, Alkenyl- oder Arylalkylgruppe steht.
Verbindung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie angegeben wird durch die Formel:
Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel I:
in welcher: Z für ein Schwefel- oder Sauerstoffatom steht, die Gruppen R1 und R2, die gleich oder voneinander verschieden sein können, jeweils für eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe stehen, X für ein CO, ein CO₂, ein SO oder ein SO₂ steht und die Gruppe R für eine Alkyl-, Aryl-, Alkenyl- oder Arylalkylgruppe steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Amin der Verbindung der allgemeinen Formel:
in welcher: Z für ein Schwefel- oder Sauerstoffatom steht und die Gruppen R1 und R2, die gleich oder voneinander verschieden sein können, jeweils für eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe stehen, mit einem geeigneten Reagens behandelt wird, um die Verbindungen der allgemeinen Formel I zu erhalten.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es einen vorab erfolgenden Schritt einer Hydrogenolyse umfasst, um die Benzylgruppe der Verbindung der allgemeinen Formel:
in welcher: Z für ein Schwefel- oder Sauerstoffatom steht und die Gruppen R1 und R2, die gleich oder voneinander verschieden sein können, jeweils für eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe stehen, zu entfernen.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es einen vorab erfolgenden Schritt einer Alkylierung der Verbindung der allgemeinen Formel:
in welcher: Z für ein Schwefel- oder Sauerstoffatom steht und die Gruppe R1 für eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe steht, an Position C-2 durch Behandlung mit einer starken Base, gefolgt von der Zugabe eines Alkylierungsmittels der allgemeinen Formel R2X, in welcher R2 für eine Alkyl-, Alkenyl- oder Arylalkylgruppe steht, umfasst.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es einen vorab erfolgenden Schritt einer Monoalkylierung des 3-Benzylaminolactons der allgemeinen Formel:
in welcher: Z für ein Schwefel- oder Sauerstoffatom steht, an Position C-2 durch Behandlung mit einer starken Base, gefolgt von der Zugabe eines Alkylierungsmittels der allgemeinen Formel R1X, in welcher R1 für eine Alkyl-, Alkenyl- oder Arylalkylgruppe steht, umfasst.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es einen vorab erfolgenden Schritt einer 1,4-Addition vom Michael-Typ von Benzylamin an ein ungesättigtes 1,4-Butyrolacton oder 1,4-Thiobutyrolacton umfasst, um das entsprechende 3-Benzylaminolacton zu erhalten.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsprodukt des ersten Schritts eine D- oder L-Asparaginsäure ist und die erhaltenen Verbindungen nach den Ansprüchen 1 bis 3 optisch rein sind.
Herstellungsverfahren nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die starke Base, die eingesetzt wird, um die Alkylierungen auszuführen, Lithiumhexamethyldisilazid ist.
Herstellungsverfahren nach den Ansprüchen 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Reagens, welches erlaubt, das Amin zu behandeln, um die Verbindungen nach den Ansprüchen 1 bis 4 zu erhalten, zu der Familie der Acylchloride, Sulfonylchloride oder Chlorformiate gehört.
Pharmazeutische Zusammensetzung, welche eine Verbindung der folgenden allgemeinen Formel:
in welcher: Z für ein Schwefel- oder Sauerstoffatom steht, die Gruppen R1 und R2, die gleich oder voneinander verschieden sein können, jeweils für eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe stehen, X für ein CO, ein CO₂, ein SO oder ein SO₂ steht und die Gruppe R für eine Alkyl-, Aryl-, Alkenyl- oder Arylalkylgruppe steht, und einen geeigneten pharmazeutischen Träger umfasst.
Verwendung der Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel:
in welcher: Z für ein Schwefel- oder Sauerstoffatom steht, die Gruppen R1 und R2, die gleich oder voneinander verschieden sein können, jeweils für eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe stehen, X für ein CO, ein CO₂, ein SO oder ein SO₂ steht und die Gruppe R für eine Alkyl-, Aryl-, Alkenyl- oder Arylalkylgruppe steht, und einer Zusammensetzung nach Anspruch 13 für die Herstellung eines Stimulators der Aktivität von γ-Aminobuttersäure, welcher über den GABA-A-Rezeptor des Zentralnervensystems wirkt.
Verbindung der folgenden allgemeinen Formel:
in welcher: Z für ein Schwefel- oder Sauerstoffatom steht, die Gruppen R1 und R2, die gleich oder voneinander verschieden sein können, jeweils für eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe stehen, X für ein CO, ein CO₂, ein SO oder ein SO₂ steht und die Gruppe R für eine Alkyl-, Aryl-, Alkenyl- oder Arylalkylgruppe steht, und Zusammensetzung nach Anspruch 13 für deren Verwendung als Arzneimittel.
Verwendung der Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel:
in welcher: Z für ein Schwefel- oder Sauerstoffatom steht, die Gruppen R1 und R2, die gleich oder voneinander verschieden sein können, jeweils für eine Alkylgruppe oder eine Alkenylgruppe stehen, X für ein CO, ein CO₂, ein SO oder ein SO₂ steht und die Gruppe R für eine Alkyl-, Aryl-, Alkenyl- oder Arylalkylgruppe steht, und einer Zusammensetzung nach Anspruch 13 für die Herstellung eines Arzneimittels, welches für die Behandlung von Nervenleiden oder -störungen bestimmt ist.
Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Nervenleiden oder -störungen vom Typ Epilepsie, Angst, Depression, Schlafstörungen, Panikattacken, Muskelkontraktionen, Schmerz, Abhängigkeit von Alkohol oder von Benzodiazepinen oder psychotisches Verhalten sind.