DE60203878T2

DE60203878T2 - Verfahren zur vorbeugung gegen und behandlung von unterleibsschmerzen und magen-darmerkrankungen

Info

Publication number: DE60203878T2
Application number: DE60203878T
Authority: DE
Inventors: Maria Chovet; Laurent Diop
Original assignee: Warner Lambert Co LLC
Current assignee: Warner Lambert Co LLC
Priority date: 2001-01-26
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2022-01-26
Also published as: PT1357910E; EP1514541A1; US6784208B2; WO2002058680A3; DE60203878D1; DK1357910T3; US20040266876A1; KR20030070140A; NZ526625A; SI1357910T1; ATE293968T1; AR036009A1; ZA200407412B; ZA200305590B; JP2005015492A; ES2240686T3; EP1226820A1; TWI223593B; CN1610544A; MXPA03006723A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer bizyklischen Aminosäure zur Herstellung eines Medikamentes zur Prävention oder Behandlung von viszeralen Schmerzen und von gastrointestinalen Störungen wie funktionellen Darmstörungen und entzündlichen Darmerkrankungen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Eingeweide umfassen die Organe der Unterleibshöhle. Zu diesen Organen gehören die Geschlechtsorgane, die Milz und Teile des Verdauungssystems. Mit den Eingeweiden zusammenhängende Schmerzen können in digestive viszerale Schmerzen und in nicht-digestive viszerale Schmerzen eingeteilt werden.
Häufig angetroffene gastrointestinale (GI) Störungen umfassen die funktionellen Darmstörungen (FBD) und die entzündlichen Darmerkrankungen (IBD). Diese GI-Störungen umfassen einen weiten Bereich von derzeit nur mässig kontrollierbaren Krankheitszuständen, welche – für FBD – die gastroösophageale Refluxkrankheit, die Dyspepsie, das Reizdarm-Syndrom (IBS) und das funktionelle Bauchschmerzsyndrom (FAPS) und – für IBD – den Morbus Crohn, die Ileitis und die Colitis ulcerosa umfassen, und alle führen regelmässig zu viszeralen Schmerzen. Kürzlich wurde für diese Pathologien, insbesondere für das Reizdarmsyndrom und die Dyspepsie, gezeigt, dass der Schwellenwert für viszerale Schmerzen verringert ist, was auf eine viszerale Hypersensibilität hinweist. Andere Arten von viszeralen Schmerzen umfassen die mit Dysmenorrhö, Schmerzen im Beckenbereich, Zystitis und Pankreatitis zusammenhängenden Schmerzen.
Es sind nur wenige Medikamente bekannt, die selektiv auf die mit GI-Störungen zusammenhängende Hypersensitivität wirken (Farthing M. J. (1998) Drugs 56: 11–21).
Die verfügbaren Schmerzbehandlungen fallen in zwei Hauptkategorien: 1) nichtsteroidale Antiphlogistika, die zum Behandeln von leichten Schmerzen verwendet werden, aber deren therapeutische Verwendung durch GI-Nebenwirkungen (Erosion im Magen, Bildung von peptischen Ulzera, Entzündungen des Dünndarms und Dickdarms) beschränkt wird; 2) Morphin und verwandte Opioide, die zum Behandeln von mittelschweren bis schweren Schmerzen verwendet werden, aber deren therapeutische Verwendung durch unerwünschte Nebenwirkungen wie Verstopfung, Atemdepression, Toleranzentwicklung und Suchtpotential beschränkt wird.
Die internationale Patent-Veröffentlichung WO 99/21824 beschreibt die Verwendung von zyklischen Aminosäuren und Derivaten davon zur Verwendung bei der Behandlung von gastrointestinalen Störungen wie dem Reizdarmsyndrom.
Die europäische Patent-Anmeldung EP-A-1031350 beschreibt die Verwendung eines Gabapentin-Analogons zur Prävention und Behandlung von viszeralen Schmerzen.
Die internationale Patent-Anmeldung WO-A-99/08670 beschreibt Verfahren zur Prävention und Behandlung von gastrointestinalen Schädigungen und Störungen unter Verwendung eines GABA-Analogons.
Die internationale Patent-Anmeldung WO-A-01/28978 beschreibt gewisse bizyklische Aminosäuren, welche zur Behandlung von Epilepsie und anderen Krankheitszuständen verwendbar sind.
Es besteht ein Bedarf an Medikamenten, welche die viszeralen Schmerzen ohne unerwünschte Nebenwirkungen lindern können.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es wurde nunmehr gefunden, dass (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure der Formel Ia:
oder ein pharmazeutisch akzeptables Salz davon zur Behandlung von Störungen wie viszeralen Schmerzen, FBD wie gastroösophagealem Reflux, Dyspepsie, IBS und FAPS sowie IBD wie Morbus Crohn, Ileitis und Colitis ulcerosa sowie anderen Arten von viszeralen Schmerzen wie mit Dysmenorrhö, Schmerzen im Beckenbereich, Zystitis und Pankreatitis zusammenhängenden viszeralen Schmerzen verwendbar ist. Die Erfinder haben unerwarteterweise gefunden, dass (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure und ihre pharmazeutisch akzeptablen Salze die Fähigkeit haben, mit viszeralen Schmerzen zusammenhängende Störungen wie:

– FDB, einschliesslich gastroösophagealer Reflux, Dyspepsie, IBS und FAPS, und
– IBD, einschliesslich Morbus Crohn, Ileitis und Colitis ulcerosa, und
– andere Arten von viszeralen Schmerzen die mit Dysmenorrhö, Schmerzen im Beckenbereich, Zystitis und Pankreatitis zusammenhängen, zu verhindern oder zu behandeln.

Die vorliegende Erfindung betrifft demnach die Verwendung von (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure oder eines pharmazeutisch akzeptablen Salzes davon zur Herstellung eines Medikamentes zur Prävention oder Behandlung von viszeralen Schmerzen.
Die vorliegende Erfindung betrifft zudem die Verwendung von (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure oder eines pharmazeutisch akzeptablen Salzes davon zur Herstellung eines Medikamentes zur Prävention oder Behandlung von gastrointestinalen Störungen.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung von (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure oder eines pharmazeutisch akzeptablen Salzes davon zur Herstellung eines Medikamentes zur Prävention oder Behandlung der folgenden Störungen:

– funktionelle Magenstörungen, einschliesslich gastroösophagealer Reflux, Dyspepsie, Reizdarmsyndrom und funktionelles Bauchschmerzsyndrom
– entzündliche Darmerkrankungen, einschliesslich Morbus Crohn, Ileitis oder Colitis ulcerosa
– viszerale Schmerzen, die mit Dysmenorrhö, Schmerzen im Beckenbereich, Zystitis und Pankreatitis zusammenhängen.

Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Medikament eine Formulierung für die orale Verabreichung.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1: Dosis-Wirkungs-Kurve von (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure auf die LPS-induzierte rektale Hyperalgesie. * = p < 0.05.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder haben gezeigt, dass (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure und die pharmazeutisch akzeptablen Salze davon bei oraler Verabreichung zur Behandlung von viszeralen Schmerzen wirksam sind. Eines der verwendeten pharmakologischen Modelle ist ein Modell von TNBS(Trinitrobenzolsulfonsäure)-induzierten chronischen viszeralen Schmerzen bei Ratten (Diop L. et al, Gastroenterology 1999, 116, 4(2): A986). Insbesondere haben die Erfinder überraschenderweise gezeigt, dass (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure zur Behandlung von viszeralen Schmerzen im TNBS-induzierten Modell der chronischen viszeralen Schmerzen 20 mal wirksamer ist als Gabapentin.
Ausserdem wurde gezeigt, dass (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure zur Behandlung von viszeralen Schmerzen im LPS(Lipopolysaccharid)-induzierten rektalen Hypersensitivitäts-Modell von viszeralen Schmerzen bei Ratten wirksam ist (Eutamene H et al, J Pharmacol Exp Ther 2000 295 (1): 162–167). In diesem Modell wurde gezeigt, dass die Verbindung zur Behandlung von viszeralen Schmerzen ungefähr 500 mal potenter ist als Gabapentin.
(1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure kann als ein Solvat, Hydrat, pharmazeutisch akzeptables Salz oder ein Polymorph (unterschiedliche Kristallgitterindikatoren) verwendet werden.
Da Aminosäuren amphoter sind, können pharmakologisch abbaubare Salze als Salze von geeigneten anorganischen oder organischen Säuren wie beispielsweise Chlorwasserstoff-, Schwefel-, Phosphor-, Essig-, Oxal-, Milch-, Zitronen-, Apfel-, Salizyl-, Malon-, Malein-, Bernstein- und Ascorbinsäure vorliegen. Ausgehend von den entsprechenden Hydroxiden oder Carbonaten werden Salze mit Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen, beispielsweise mit Natrium, Kalium, Magnesium oder Calzium, gebildet. Salze mit quaternären Ammoniumionen können ebenfalls hergestellt werden, beispielsweise mit dem Tetramethyl-Ammoniumion. (Vergleiche auch "Pharmaceutical salts" by Berge S. M. et al. (1997) J. Pharm. Sci. 66: 1–19).
Aminoacylglykol- und Milchsäure-Ester sind als Prodrugs von Aminosäuren bekannt (Wermuth C. G., Chemistry and Industry, 1980: 433–435). Die Carbonylgruppe der Aminosäuren kann mittels bekannten Methoden verestert werden. Prodrugs und weiche Wirkstoffe sind im Fachgebiet bekannt (Palomino E, Drugs of the Future, 1990; 15(4): 361–368).
Die Wirksamkeit eines oral verabreichten Wirkstoffes hängt vom effizienten Transport des Wirkstoffes durch das Schleimhautepithel und von seiner Stabilität im enterohepatischen Kreislauf ab. Wirkstoffe, die nach parenteraler Verabreichung wirksam sind, aber oral weniger wirksam sind oder deren Plasmahalbwertszeit als zu kurz betrachtet wird, können chemisch in eine Prodrug-Form umgewandelt werden.
Eine Prodrug ist ein Wirkstoff, der chemisch modifiziert wurde und der an seinem Wirkungsort biologisch inaktiv sein kann, der aber durch einen oder mehrere enzymatische oder andere in vivo-Prozesse in die bioaktive Form abgebaut oder umgewandelt wird.
Dieser chemisch modifizierte Wirkstoff oder Prodrug sollte ein gegenüber der Mutterverbindung unterschiedliches pharmakokinetisches Profil aufweisen, welches eine leichtere Absorption durch das Schleimhautepithel, eine bessere Salzformulierung und/oder Löslichkeit, eine verbesserte systemische Stabilität (beispielsweise für eine Zunahme der Plasmahalbwertszeit) ermöglicht. Diese chemischen Modifikationen können sein:

1) Ester- oder Amidderivate, welche beispielsweise durch Esterasen oder Lipasen gespalten werden können. Für Esterderivate wird der Ester mit bekannten Mitteln von der Carbonsäure-Einheit des Wirkstoffmoleküls abgeleitet. Für Amidderivate kann das Amid mit bekannten Mitteln von der Carbonsäure-Einheit oder der Amin-Einheit des Wirkstoffmoleküls abgeleitet werden.
2) Peptide, welche von spezifischen oder nicht-spezifischen Proteinasen erkannt werden können. Ein Peptid kann mit dem Wirkstoffmolekül durch Bildung einer Amidbindung mit der Amin- oder Carbonsäure-Einheit des Wirkstoffmoleküls in bekannter Weise gekoppelt werden.
3) Derivate, die sich durch Membranselektion einer Prodrugform oder einer modifizierten Prodrugform an einem Wirkort anreichern.
4) Irgend eine Kombination von 1) bis 3).

Die gegenwärtige Forschung in Tierexperimenten hat gezeigt, dass die orale Absorption von gewissen Wirkstoffen durch die Herstellung von "weichen" quaternären Salzen erhöht werden kann. Das quaternäre Salz wird als ein "weiches" quaternäres Salz bezeichnet, da es, anders als normale quaternäre Salze wie z.B. R-N⁺(CH₃)₃, den aktivem Wirkstoff durch Hydrolyse freisetzen kann.
"Weiche" quaternäre Salze haben im Vergleich zum Basiswirkstoff oder seinen Salzen nützliche physikalische Eigenschaften. Die Wasserlöslichkeit kann im Vergleich zu anderen Salzen wie dem Hydrochlorid erhöht sein, aber noch wichtiger, die Absorption des Wirkstoffes aus dem Intestinum kann erhöht sein. Die erhöhte Absorption ergibt sich vermutlich aufgrund der Tatsache, dass das "weiche" quaternäre Salz oberflächenaktive Eigenschaften hat und zur Bildung von Mizellen und nicht ionisierten Ionenpaaren mit Gallensäuren etc. fähig ist, welche das intestinale Epithelium effizienter durchdringen können. Die Prodrug wird nach der Absorption schnell unter Freisetzung des aktiven Mutterwirkstoffes hydrolysiert.
Die erfindungsgemässe Verbindung kann in einer nicht-solvatisierten Form oder in einer solvatisierten Form, einschliesslich einer hydratisierten Form, vorliegen. Im Allgemeinen sind die solvatisierten Formen gleichwertig mit den nicht-solvatisierten Formen und gehören zum Umfang der vorliegenden Erfindung.
Der Begriff "Patient" soll einen Säuger, insbesondere einen Menschen umfassen. Alles was benötigt wird, um das Verfahren zur Prävention und Behandlung von viszeralen Schmerzen und GI-Störungen wie FBD oder IBD gemäss der vorliegenden Erfindung durchzuführen, ist die Verabreichung von (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure in einer Menge, die zur Prävention und Behandlung der schädlichen Zustände, d.h. zur Kontrolle von viszeralen Schmerzen und/oder FBD oder IBD, wirksam ist. Die benötigte wirksame Menge von (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure wird im Allgemeinen von 1 bis 300 mg/kg des Körpergewichtes des Patienten betragen. Typische Dosierungen für einen erwachsenen Patienten mit normalem Gewicht werden von 10 bis 5000 mg pro Tag betragen.
Typische FDB-Bedingungen umfassen die gastroösophageale Refluxkrankheit, Dyspepsie und IBS sowie FAPS.
Typische IBD-Bedingungen umfassen Ileitis, Colitis ulcerosa und Morbus Crohn.
Andere Störungen mit viszeralen Schmerzen umfassen die mit Dysmenorrhö, Beckenschmerzen, Zystitis und Pankreatitis zusammenhängenden Schmerzen.
Pharmazeutische Zusammensetzungen der erfindungsgemässen Verbindung – einschliesslich eines ihrer Salze – werden durch Formulierung dieser aktiven Komponente in Einheitsdosierungsform mit mindestens einem pharmazeutisch akzeptablen Träger oder Hilfsstoff hergestellt. Zur Herstellung von pharmazeutischen Zusammensetzungen der erfindungsgemässen Verbindung können inerte pharmazeutisch akzeptable Träger entweder fest oder flüssig sein.
Feste Dosierungsformen zur oralen Verabreichung umfassen Kapseln, Tabletten, Pillen, Pulver und Granulate. Sie enthalten vorzugsweise 5% bis 70% von (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure. In solchen festen Dosierungsformen wird die aktive Komponente mit mindestens einem inerten gebräuchlichen Hilfsmittel (oder Träger) wie Natriumzitrat oder Dicalziumphosphat oder (einem) Füllmittel oder Streckmittel wie beispielsweise Stärken, Laktose, Sucrose, Glukose, Mannitol und Silikonsäure, (b) Bindemitteln wie beispielsweise Carboxymethylcellulose, Alginate, Gelatine, Polyvinylpyrrolidon, Sucrose und Akazie, (c) Befeuchtungsmitteln wie beispielsweise Glycerol, (d) Aufschlussmitteln wie beispielsweise Agar-Agar, Calziumcarbonat, Kartoffel- oder Tapiokastärke, Algininsäure, gewisse Silikatkomplexe und Natriumcarbonat, (e) Lösungsverzögerern wie beispielsweise Paraffin, (f) Absorptionsbeschleunigern wie beispielsweise quarternäre Ammoniumverbindungen, (g) Benetzungsmitteln wie beispielsweise Cetylalkohol und Glyzerolmonostearat, (h) Adsorptionsmitteln wie beispielsweise Kaolin und Bentonit und (i) Schmiermitteln wie beispielsweise Talk, Calciumstearat, Magnesiumstearat, feste Polyethylenglykole, Natriumlaurylsulfat oder Gemischen davon vermischt. Im Falle von Kapseln, Tabletten und Pillen können die Dosierungsformen auch Pufferungsmittel umfassen.
Feste Zusammensetzungen von ähnlichem Typ können auch als Füllmittel in weich- und hartgefüllten Gelatinekapseln unter Verwendung von Hilfsmitteln wie Laktose sowie Polyethylenglykolen hohen Molekulargewichtes und dergleichen verwendet werden.
Feste Dosierungsformen wie Tabletten, Dragees, Kapseln, Pillen und Granulate können mit Überzügen und Umhüllungen wie beispielsweise mit enterischen und anderen im Fachgebiet bekannten Überzügen hergestellt werden. Sie können auch von einer solchen Zusammensetzung sein, dass sie die aktive Komponente in einem bestimmten Teil des Intestinaltraktes mit Verzögerung freisetzen. Beispiele von verwendbaren umhüllenden Zusammensetzungen sind polymere Substanzen und Wachse. Die aktive Verbindung kann erforderlichenfalls auch in einer mikro-verkapselten Form mit einem oder mehreren der oben erwähnten Hilfsstoffe vorliegen.
Flüssige Dosierungsformen für die orale Verabreichung umfassen pharmazeutisch akzeptable Emulsionen, Lösungen, Suspensionen, Sirupe und Elixire. Zusätzlich zur (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure können die flüssigen Dosierungsformen inerte, üblicherweise im Fachgebiet verwendete Verdünnungsmittel wie Wasser oder andere Lösungsmittel, Lösungsvermittler und Emulgierungsmittel wie beispielsweise Ethylalkohol, Isopropylalkohol, Ethylcarbonat, Ethylacetat, Benzylalkohol und dergleichen umfassen.
Suspensionen können zusätzlich zur aktiven Verbindung Suspendierungsmittel wie beispielsweise ethoxylierte Isostearylalkohole, Polyoxyethylensorbitol und Sorbitanester, mikrokristalline Cellulose, Aluminiummetahydroxid, Bentonit, Agar-Agar und Tragant oder Gemische dieser Substanzen und dergleichen umfassen.
Zusammensetzungen für die rektale Verabreichung sind vorzugsweise Suppositorien, die durch Vermischen der erfindungsgemässen Verbindung mit geeigneten nicht-reizenden Hilfsstoffen oder Trägern wie Kakaobutter, Polyethylenglykol oder einem Suppositoriumwachs, welche bei Normaltemperatur fest, aber bei Körpertemperatur flüssig sind und demnach im Rektum schmelzen und die aktive Verbindung freisetzen, hergestellt werden.
Für die parenterale Injektion geeignete Zusammensetzungen können physiologisch akzeptable sterile wässrige oder nichtwässrige Lösungen, Dispersionen, Suspensionen oder Emulsionen und sterile Pulver zur Rekonstitution in sterile injizierbare Lösungen oder Dispersionen umfassen. Beispiele von geeigneten flüssigen Trägern, Verdünnungsmitteln, Lösungsmitteln oder Vehikeln umfassen Wasser, Ethanol, Polyole (Propylenglykol, Polyethylenglykol, Glycerid und dergleichen) und geeignete Gemische davon.
Diese Zusammensetzungen können auch Adjuvanzien wie Konservierungsmittel, Benetzungsmittel, Emulgierungsmittel und Dispergiermittel enthalten. Die Verhinderung der Wirkung von Mikroorganismen kann durch verschiedene antibakterielle und fungizide Agenzien sichergestellt werden, beispielsweise mit Paraben, Chlorbutanol, Phenol, Sorbinsäure und dergleichen. Es kann zudem wünschenswert sein, isotonische Agenzien, beispielsweise Zucker, Natriumchlorid und dergleichen beizufügen.
Vorzugsweise liegt die pharmazeutische Zubereitung in Einheitsdosierungsform vor. In einer solchen Form ist die Zubereitung in Einheitsdosen eingeteilt, die geeignete Mengen von (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure enthalten. Die Einheitsdosierungsform kann eine verpackte Zubereitung sein, wobei die Verpackung diskrete Mengen der Zubereitung enthält, beispielsweise verpackte Tabletten, Kapseln und Pulver in Fläschchen oder Ampullen. Die Einheitsdosierungsform kann auch eine Kapsel, Gelatinekapsel oder Tablette selbst sein, oder sie kann eine geeignete Anzahl irgend einer dieser Verpackungsformen sein. Einige Beispiele von Einheitsdosierungsformen sind Tabletten, Kapseln, Pillen, Puder, Suppositorien, wässrige und nicht-wässrige orale Lösungen und Suspensionen und parenterale Lösungen, die in Behältern mit entweder einer oder einer grösseren Anzahl von Dosierungseinheiten verpackt sind und fähig sind, in individuelle Dosen unterteilt zu werden.
Der prozentuale Anteil der aktiven Verbindung in den obigen Zusammensetzungen kann innerhalb weiter Grenzen variieren, liegt aber aus praktischen Gründen vorzugsweise in einer Konzentration von mindestens 10% in einer festen Zusammensetzung und von mindestens 2% in einer primär flüssigen Zusammensetzung vor. Die am meisten zufriedenstellenden Zusammensetzungen sind diejenigen, in welchen ein viel höherer Anteil der aktiven Verbindung, beispielsweise 10 Gewichts-% bis 90 Gewichts-%, vorliegt.
Verabreichungsarten von (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure oder seiner Salze sind parenteral, vorzugsweise oral, oder über Einläufe. Beispielsweise liegt eine verwendbare orale Dosierung zwischen 1 mg und 1 g, vorzugsweise zwischen 20 mg und 800 mg, und eine verwendbare intravenöse Dosierung zwischen 0.1 mg und 1 g, insbesondere zwischen 5 mg und 50 mg. Die Dosierung liegt innerhalb des zur Behandlung von viszeralen Schmerzen und GI-Störungen wie FBD oder IBD verwendeten Dosierungsbereichs, oder entspricht den Bedürfnissen des Patienten gemäss Beschreibung des Arztes.
Eine Einheitsdosierungsform einer in dieser Erfindung zu verwendenden Verbindung der Formel Ia kann auch andere für die Behandlung von viszeralen Schmerzen und GI-Störungen verwendbare Verbindungen umfassen.
Die Vorteile der Verwendung von (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure in der vorliegenden Erfindung umfassen die selektive Aktivität der Verbindung auf viszerale Schmerzen, die relativ nicht-toxische Natur der Verbindung, die Einfachheit der Herstellung, die Tatsache, dass die Verbindung gut verträglich ist, und die Einfachheit der iv und insbesondere der oralen Verabreichung des Medikamentes.
BEISPIELE
Die Verfahren zur Synthese von (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure sind unten anhand der Referenzbeispiele 1–7 und der Beispiele 1–2 beschrieben. Biologische Beispiele sind anhand der Beispiele 10 und 11 gezeigt.
SYNTHESEBEISPIELE REFERENZBEISPIEL 1 (±)-(1α,6β)(2-Aminomethyl-octahydro-inden-2-yl)-essigsäure- Hydrochlorid
Schritt (i)
Natriumhydrid (0.11 mg, 2.7 mMol) wurde bei 0°C unter Argon mit THF (Tetrahydrofuran, 5 ml) verrührt.
Triethylphosphonoacetat (0.5 ml) wurde tropfenweise zugegeben, und die Lösung wurde während 10 Minuten gerührt. Das Keton (0.37 g, 7.7 mMol) in THF (5 ml) wurde unter Rühren tropfenweise zugegeben und auf Raumtemperatur erwärmen gelassen. Nach 18 Stunden wurde das Reaktionsgemisch zwischen Wasser (80 ml) und Diethylether (3 × 20 ml) verteilt. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt, woraus sich ein gelbes Öl ergab, welches mittels Flash-Chromatographie (Silikagel, Heptan/EtOAc 19:1) gereinigt wurde. Daraus ergaben sich 0.34 g (62%) des Esters als ein farbloses Öl:
¹H NMR (CDCl₃) (400 MHz): 1.05–1.29 (9H, m, Ringprotonen + CH₃), 1.76–1.78 (2H, m, Ringprotonen), 1.87–1.97 (2H, m, Ringprotonen), 2.0–2.16 (2H, m, Ringprotonen), 2.51–2.56 (1H, dd, J = 5.7, 27.5 Hz, Ringprotonen), 3.12–3.18 (1H, dd, J = 5.4, 18.8 Hz, Ringprotonen), 4.12–4.20 (2H, m, CH₂), 5.77 (1H, s, CH).
MS (ES⁺) m/e 209 [M + H]⁺ 100%.
Schritt (ii)
Ester (0.34 g, 1.63 mMol) wurde unter Rühren in THF (5 ml) unter Argon gelöst. Nitromethan (0.25 ml) wurde zugegeben und das Reaktionsgemisch wurde auf 60°C erhitzt. TBAF (Tetrabutylammoniumfluorid, 2.3 ml) wurde über 1 Stunde tropfenweise zur heissen Lösung zugegeben und während 4 Stunden gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde zwischen 2 N HCl und Diethylether verteilt, und die Diethylether-Phase wurde mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt, woraus sich ein gelbes Öl ergab, welches mittels Flash-Chromatographie (Silikagel, Heptan/EtOAc 19:1) gereinigt wurde, woraus sich 0.264 g (60%) des Produktes als ein farbloses Öl ergaben.
¹H NMR (CDCl₃) (400 MHz): δ 0.97–1.30 (11H, m, Ringprotonen + CH₃), 1.73–1.95 (6H, m, 2 × CH + 4 Ringprotonen), 2.5 (1H, d, J = 16.6 Hz, CH₂CO₂Et), 2.7 (1H, d, J = 16.6 Hz, CH₂CO₂Et), 4.12–4.18 (2H, m CH₂), 4.49–4.51 (1H, d, J = 11.5 Hz, CH₂NO₂), 4.73–4.75 (1H, d, J = 11.5 Hz, CH₂NO₂).
Schritt (iii)
Nitroester (0.24 g, 0.9 mMol) wurde in Methanol mit Nickelschwamm gelöst. Das Reaktionsgemisch wurde während 15 Stunden bei 50 psi und 30°C hydriert. Das Reaktionsgemisch wurde durch Celit filtriert, und das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt, woraus sich 0.18 g (85%) des Produktes als ein gelber Festkörper ergaben. Dieses Produkt war ein Gemisch von Laktam und Aminoester.
Schritt (iv)
Aminoester wurde in 6 N HCl (5 ml) und Dioxan (2.5 ml) aufgenommen und während 4 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Die Lösung wurde mit Dichlormethan (3 × 5 ml) gewaschen, und die wässrige Phase wurde im Vakuum auf konzentriert, woraus sich 0.196 g (99%) des Produktes als ein farbloser Feststoff ergaben.
¹H NMR (DMSO) (400 MHz): δ 0.86–1.04 (2H, m), 1.08–1.17 (6H, m), 1.60–1.78 (6H, m), 2.35–2.39 (1H, d, J = 16 Hz, CH₂CO₂H), 2.46 (1H, m, CH₂CO₂H), 2.83–2.87 (1H, d, J = 13 Hz CH₂NH₂), 2.97–3.00 (1H, d, J = 13 Hz, CH₂NH₂), 7.91 (2H, bs, NH₂).
MS (ES⁺) m/e 212 [M + H]⁺ 100%.
HPLC, Prodigy C18-Säule, 5% Methanol/Acetonitril.
Retentionszeit = 3.00 Minuten und eine Reinheit von 99%.
REFERENZBEISPIEL 2 (±)-(1α,5β)(2-Aminoethyl-octahydro-pentalen-2-yl)-essigsäure-Hydrochlorid
Schritt (i)
Natriumhydrid (0.6 g, 14.5 mMol) wurde bei 0°C unter Argon mit THF (50 ml) verrührt. Triethylphosphonoacetat (2.9 ml) wurde tropfenweise zugegeben, und die Lösung wurde während 10 Minuten gerührt. Das Keton (1.8 g, 14.5 mMol) in THF (10 ml) wurde unter Rühren tropfenweise zugegeben und auf Raumtemperatur erwärmen gelassen. Nach 18 Stunden wurde das Reaktionsgemisch zwischen Wasser (250 ml) und Diethylether (3 × 50 ml) verteilt. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt, woraus sich ein gelbes Öl ergab, welches mittels Flash-Chromatographie (Silikagel, Heptan/EtOAc 19:1) gereinigt wurde. Daraus ergaben sich 1.95 g (69%) des Esters als ein farbloses Öl:
¹H NMR (CDCl₃) (400 MHz): δ 1.14–1.19 (2H, m, CH₂), 1.25–1.29 (3H, m, CH₃), 1.55–1.79 (4H, m, 2 × CH₂), 2.03–2.10 (4H, m, 2 × CH₂), 2.45–2.55 (1H, dd CH), 3.05–3.15 (1H, dd, CH), 4.12–4.17 (2H, q, J = 7.3, 14.4 Hz, COCH₂), 5.76 (1H, m, CH).
Schritt (ii)
Ester (1.9 g, 10 mMol) wurde unter Rühren in THF (15 ml) unter Argon gelöst. Nitromethan (1.4 ml) wurde zugegeben, und das Reaktionsgemisch wurde auf 60°C erhitzt. TBAF (14 ml) wurde tropfenweise über 1 Stunde zur heissen Lösung zugegeben und während 5 Stunden gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde zwischen 2 N HCl und Diethylether verteilt, und dann wurde die Etherphase mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen. Der Diethylether wurde im Vakuum entfernt, woraus sich ein orangefarbenes Öl ergab, welches mittels Flash-Chromatographie (Silikagel, Heptan/EtOAc 19:1) gereinigt wurde, woraus sich 1.59 g (64%) des Produktes als ein farbloses Öl ergaben.
¹H NMR (CDCl₃) (400 MHz): δ 1.14–1.31 (7H, m, CH₃ + Ringprotonen), 1.64–1.72 (5H, m, Ringprotonen), 1.03–1.09 (1H, m, Ringprotonen), 2.00–2.05 (2H, m, Ringprotonen), 2.57–2.61 (1H, d, J = 16.4 Hz, CH₂CO₂Et), 2.71–2.75 (1H, d, J = 16.4 Hz, CH₂CO₂Et), 4.12–4.18 (2H, q, J = 7.1, 14.2 Hz, OCH₂CH₃), 4.56–4.59 (1H, d, J = 11.5 Hz, CH₂NO₂), 4.77–4.80 (1H, d, J = 11.5 Hz, CH₂NO₂).
IR (unverdünnt) 2957, 2870, 1731, 1547, 1374, 1182, 1030 cm^–1.
Schritt (iii)
Nitroester (1.59 g, 5.9 mMol) wurde in Methanol (40 ml) mit Nickelschwamm gelöst. Das Reaktionsgemisch wurde während 5 Stunden bei 50 psi und 30°C hydriert. Das Reaktionsgemisch wurde durch Celit filtriert, und das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt, woraus sich 1.08 g (97%) des Laktams als ein weisslicher Festkörper ergaben.
¹H NMR (CDCl₃) (400 MHz): δ 1.08–1.11 (2H, m, Ringprotonen), 1.23–1.28 (2H, m, Ringprotonen), 1.62–1.68 (4H, m), 1.82–1.89 (2H, m), 2.00–2.06 (2H, m), 2.30–2.40 (2H, m, CH₂CO), 3.29–3.30 (2H, M, CH₂NH), 5.45 (1H, bs, NH).
MS (ES⁺) m/e 180 [M + H]⁺ 3%, 359 [2M + H]⁺ 21%, 381 [2M + Na]⁺ 100%.
Schritt (iv)
Das Laktam wurde in 6 N HCl (20 ml) und Dioxan (8 ml) aufgenommen und während 4 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Die Lösung wurde mit Dichlormethan (3 × 10 ml) gewaschen, und die wässrige Phase wurde im Vakuum auf konzentriert, woraus sich 0.65 g (84%) des Produktes als ein farbloser Feststoff ergaben.
¹H NMR (DMSO) (400 MHz): δ 1.0–1.18 (4H, m, Ringprotonen), 1.52–1.72 (6H, m, Ringprotonen), 1.95–2.02 (2H, m, Ringprotonen), 2.33–2.67 (2H, m, CH₂CO₂H), 2.90–2.94 (1H, d, J = 12.9 Hz CH₂NH₂), 3.00–3.03 (1H, d, J = 12.7 Hz, CH₂NH₂), 7.94 (2H, bs, NH₂).
MS (ES⁺) m/e 198 [M + H]⁺ 100%.
LCMS (ELSD) Prodigy ODS3 50 mm × 2 mm Säule, 5%–50% MeCN/H₂O.
Retentionszeit = 2.30 Minuten, gefundene Masse 198. 100% Reinheit.
REFERENZBEISPIEL 3 (1α,3α,5α)(2-Aminomethyl-octahydro-pentalen-2-yl)-essigsäure-Hydrochlorid
Schritt (i)
Zu einer Suspension von NaH (0.45 g, 11.3 mMol) in THF (25 ml) wurde bei 0°C unter Argon langsam (über ~10 Minuten) Triethylphosphonoacetat (2.3 ml, 11.6 mMol), gefolgt von 5 (1.29 g, 10.4 mMol in 2 × 3 ml THF) zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde auf Raumtemperatur erwärmen gelassen und während 4 Stunden gerührt, worauf es mit Wasser (100 ml) verdünnt, mit Ether (2 × 200 ml) extrahiert, mit gesättigter Kochsalzlösung (50 ml) gewaschen und getrocknet (MgSO₄) wurde. Säulenchromatographie (9:1 Heptan/Ethylacetat) ergab das Produkt als farbloses Öl, 1.75 g, 86%.
IR (Dünnfilm) (cm^–1) ν = 2964, 1713, 1655, 1371, 1208, 1125, 1040.
¹H NMR (CDCl₃): δ 5.72 (1H, m), 4.14 (2H, q, J = 7.2), 3.02–2.92 (1H, m), 2.72–2.54 (3H, m), 2.52–2.42 (1H, m), 2.28–2.20 (1H, m), 1.85–1.31 (6H, m), 1.27 (3H, t, J = 7.2).
m/z AP⁺ 195 (MI + 1) bei 100%.
Schritt (ii)
Zu einer Lösung von 6 (2.75 g, 22.2 mMol) in THF (22 ml) wurde TBAF (24 ml, 24.0 mMol), gefolgt von Nitromethan (4.4 ml, 8.14 mMol) zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde während 4.75 Stunden erhitzt (Ölbad bei 60°C), und danach wurde es mit Ethylacetat (100 ml) verdünnt und mit 2 M HCl (30 ml), gefolgt von gesättigter Kochsalzlösung (40 ml) gewaschen, getrocknet (MgSO₄) und im Vakuum aufkonzentriert. Säulenchromatographie (9:1 Heptan/Ethylacetat) ergab das Produkt als farbloses Öl, 0.73 g, 20%. Das Produkt wurde im ¹H NMR als ein 9:1-Gemisch von Diastereomeren identifiziert.
¹H NMR (CDCl₃): δ 4.67 (1H, s), 4.60 (1H, s), 4.15 (2H, q, 7.2), 4.14 (2H, q, 7.2), 2.58 (2H, s), 2.49 (2H, s), 2.12–2.0 (2H + 2H, m), 1.63–1.49 (4H + 4H, m), 1.44–1.36 (2H + 2H, m), 1.28 (3H, t, J = 7.2), 1.27 (3H, t, J = 7), 1.16–1.04 (2H + 2H, m).
Schritt (iii)
Verbindung 7 (0.88 g, 3.45 mMol) in Methanol (100 ml) mit Nickelschwammkatalysator wurde bei 30°C und einem Druck von 56 psi einer Hydrierung unterzogen; diese wurde während 5 Stunden stehen gelassen. Vor der Verwendung war der Nickelschwammkatalysator mehrere Male gewaschen worden, zuerst mit Wasser und dann mit Methanol. Nachdem die Hydrierung abgeschlossen war, wurde das Reaktionsgemisch durch Celit filtriert, und die erhaltene Lösung wurde im Vakuum auf konzentriert, woraus sich ein gelber Feststoff ergab, 0.62 g, 80%.
¹H NMR (CDCl₃): δ 5.43 (1H, br s), 3.15 (2H, s), 2.56–2.44 (3H, m), 1.99 (2H, dd, J = 12.6, 8.2), 1.64–1.50 (2H, m), 1.44–1.34 (3H, m), 1.22–1.14 (2H, m).
m/z ES⁺ 266 (MI + 1) bei 100%.
Schritt (iv)
Verbindung 8 (0.61 g, 2.7 mMol) in Dioxan (10 ml) und 6 M HCl (30 ml) wurde während 4 Stunden unter Rückfluss (Ölbad bei 100°C) erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Reaktionsgemisch mit Wasser (40 ml) verdünnt, und das Reaktionsgemisch wurde mit Dichlormethan (3 × 40 ml) gewaschen und im Vakuum auf konzentriert, woraus sich ein weisses kristallines Produkt als ein 6:1-Verhältnis von Diastereomeren ergab. Das Produkt wurde zweimal aus Ethylacetat/Methanol umkristalliert, woraus sich ein 10:1-Gemisch der Diastereomeren ergab.
m/z ES⁺ 198 (MI + 1) bei 100%.
¹H NMR (D₂O): δ 3.03 (2H, s), 2.50–2.36 (4H, m), 1.84 (2H, dd, J = 12, 8), 1.41 (4H, s), 1.26 (2H, s), 1.02 (2H, m).
HPLC-Säule = Prodigy ODS 3, Raumtemperatur = 0.87, Reinheit = 100%.
REFERENZBEISPIEL 4 (1α,6α,8α)(2-Aminomethyl-octahydro-inden-2-yl)-essigsäure-Hydrochlorid
Synthese von Verbindung 1
Indan-2-on (1.0 g, 7.6 mMol), Ethylenglykol (0.43 ml, 7.6 mMol) und para-Toluolsulfonsäure wurden in Benzol unter Verwendung einer Dean-Stark-Kühlfalle während 6 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Das Gemisch wurde abgekühlt und wurde dann mit Ethylacetat (100 ml) verdünnt und mit gesättigter Natriumhydrogencarbonat-Lösung (60 ml) gewaschen. Die organische Phase wurde abgetrennt, und die wässrige Phase wurde weiter mit Ethylacetat (2 × 50 ml) extrahiert. Die kombinierten organischen Phasen wurden mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO₄), und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft. Der Rückstand wurde chromatographiert (SiO₂, Heptan/Ethylacetat, 97:3), woraus sich das Acetal 1 (1.14 g, 85%) als ein farbloses Öl ergab; R_f (Heptan/Ethylacetat, 8:2) 0.36; ν_max/Film)/cm^–1 1483, 1331, 1291, 1105; δ_H (400 MHz, CDCl₃): 7.19–7.14 (4H, m, Ph), 4.02 (4H, s, 2 × CH₂CO₂), 3.18 (4H, s, 2 × CH₂O).
Synthese von Verbindung 2
Acetal 1 (0.5 g, 2.84 mMol) in Ethanol (50 ml) wurde während 16 Stunden über einer katalytischen Menge von 5% Rhodium auf Aluminiumoxid unter eine Wasserstoffatmosphäre (70 psi, 50°C) geschüttelt. Der Katalysator wurde abfiltriert, und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft, woraus sich das Acetal 2 (0.51 g, 99%) als ein farbloses Öl ergab; ν_max(Film)/cm^–1 2923, 1449, 1337, 1192, 1115, 1089; δ_H (400 MHz; CDCl₃): 3.89–3.86 (4H, m, 2 × CH₂O), 2.10–2.00 (2H, m), 1.88 (2H, dd, J = 13.9, 7.6), 1.81 (2H, dd, J = 13.7, 7.0), 1.56–1.26 (6H, m).
Synthese von Verbindung 3
Acetal 2 (1.01 g, 5.54 mMol) wurde während 24 Stunden in einem Gemisch von 2 N Salzsäure (10 ml) und Aceton (10 ml) gerührt. Nach dieser Zeitdauer zeigte die TLC den vollständigen Verbrauch der Ausgangsacetals. Gesättigte Natriumcarbonat-Lösung (20 ml) wurde zugegeben, und das Gemisch wurde mit Ether (3 × 25 ml) extrahiert. Die kombinierten Etherphasen wurden mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO₄), und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft. Der Rückstand wurde chromatographiert (SiO₂, Pentan/Ether, 95:5), woraus sich das Keton 3 (0.75 g, 97%) als ein farbloses Öl ergab; R_f (Heptan/Ethylacetat, 8:2) 0.42; ν_max(Film)/cm^–1 1743 (C=O); δ_H (400 MHz; CDCl₃): 2.37–2.28 (2H, m), 2.20 (2H, dd, J = 18.5, 7.5), 2.12 (2H, dd, J = 18.7, 6.3), 1.65–1.24 (10H, m).
Synthese von Verbindung 4
Triethylphosphat (1.13 ml, 5.70 mMol) wurde tropfenweise zu einer unter Rühren befindlichen Suspension von Natriumhydrid (0.22 g einer 60%-igen Dispersion in Öl, 5.43 mMol) in THF (15 ml) bei °C unter Argon zugegeben. Nach 20 Minuten wurde das Keton 3 (0.75 g, 5.43 mMol) in THF (6 ml) tropfenweise zugegeben. Das Gemisch wurde auf Raumtemperatur erwärmen gelassen und während weiteren 16 Stunden gerührt. Wasser (5 ml) wurde zugegeben, und das Gemisch wurde mit Ether (15 ml × 3) extrahiert. Die kombinierten organischen Phasen wurden mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen und getrocknet (MgSO₄). Das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft. Der Rückstand wurde chromatographiert (SiO₂, Heptan/Ethylacetat, 95:5), woraus sich der Ester 4 (0.81 g, 72%) als ein farbloses Öl ergab; R_f (Heptan/Ethylacetat, 8:2) 0.66; ν_max(Film)/cm^–1 1715 (C=O), 1652 (C=C); δ_H (400 MHz; CDCl₃) 5.80 (1H, quin, J = 2.2, CHCO₂Et), 4.15 (2H, q, J = 7.1, CO₂CH₂Me), 2.79 (1H, dd, J = 19.5, 8.1), 2.69 (1H, ddt, J = 19.8, 7.3, 2.3), 2.47 (1H, dd, J = 17.3, 7.2), 2.34 (1H, ddt, J = 17.3, 5.6, 1.8), 2.14 (1H, m), 2.02 (1H, m), 1.60–1.22 (8H, m); m/z (ES⁺) 209 (M + H, 57%), 455 (2M + K, 67).
Synthese von Verbindungen 5 und 6
Der Ester 4 (0.45 g, 2.16 mMol), Nitromethan (0.24 ml, 4.31 mMol) und Tetrabutylammoniumfluorid (3.10 mMol einer 1 M Lösung in THF, 3.10 mMol) wurden während 4 Stunden bei 65°C erhitzt. Das Reaktionsgemisch wurde abkühlen gelassen, mit Ethylacetat (20 ml) verdünnt und mit verdünnter Salzsäure (15 ml) angesäuert. Die organische Phase wurde abgetrennt, und die wässrige Phase wurde mit Ethylacetat (2 × 15 ml) weiter extrahiert. Die kombinierten organischen Phasen wurden mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO₄), und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft. Der Rückstand wurde chromatographiert (SiO₂, Heptan/Ethylacetat, 98:2), woraus sich ein 9:1-Verhältnis der Nitroester 5 und 6 (0.35 g, 60%) als ein gelbes Öl ergab; R_f (Heptan/Ethylacetat, 9:1) 0.28; ν_max(Film)/cm^–1 1732 (C=O), 1547 (NO₂), 1375 (NO₂). Hauptisomer 5: δ_H (400 MHz; CDCl₃): 4.61 (2H, s, CH₂NO₂), 4.15 (2H, q, J = 7.2, OCH₂Me), 2.70 (2H, s, CH₂CO₂Et), 2.06 (2H, m), 1.81 (2H, dd, J = 13.9, 7.1), 1.56 (2H, dd, J = 13.1, 6.8), 1.51–1.22 (8H, m), 1.28 (3H, ,t, J = 7.2).
Synthese der Verbindungen 7 und 8
Das Gemisch von 5 und 6 (0.81 g, 3.01 mMol) in Methanol (30 ml) wurde während 12 Stunden unter Wasserstoffatmosphäre (50 psi, 30°C) über einer katalytischen Menge von Nickelschwammkatalysator geschüttelt. Das Gemisch wurde filtriert, und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft, woraus sich ein 9:1-Gemisch der Aminoester 7 und 8 (0.42 g, 72%) als ein weisser Feststoff ergab; ν_max(Film)/cm^–1 3214 (NH), 1706 (C=O); Hauptisomer 7; δ_H (400 MHz; CDCl₃): 5.57 (1H, br s, NH), 3.20 (2H, s, CH₂NH), 2.36 (2H, s, CH₂CO), 2.04–1.94 (2H, m), 1.77 (2H, dd, J = 13.2, 7.0), 1.62 (2H, dd, J = 13.4, 6.7), 1.60–1.20 (8H, m); m/z (ES⁺) 387 (2M + H, 97%).
Synthese der Verbindungen 9 und 10 und Abtrennung von Verbindung 9
(1α,6α,8α)(2-Aminomethyl-octahydro-inden-2-yl)-essigsäure-Hydrochlorid
Das Gemisch von 7 und 8 (0.42 g, 2.17 mMol) wurde in 1,4-Dioxan (8 ml) und Salzsäure (20 ml einer 6 N Lösung) gelöst, und das Gemisch wurde während 6 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Gemisch mit Wasser (20 ml) verdünnt und mit Dichlormethan (2 × 15 ml) gewaschen. Die wässrige Phase wurde im Vakuum abgedampft, woraus sich ein 9:1-Gemisch der Säuren 9 und 10 (0.43 g, 79%) als ein weisser Feststoff ergab. Die Umkristallisation unter Verwendung von Ethylacetat/Methanol ergab ausschliesslich die Säure 9 (0.27 g); δ_H (400 MHz; d₆-DMSO): 12.3 (1H, br s, CO₂H), 7.94 (2H, br s, NH₂), 2.90 (2H, s, CH₂NH₂), 2.52 (2H, s, CH₂CO₂H), 1.97 (2H, br s), 1.65 (2H, dd, J = 13.5, 6.7), 1.54–1.20 (10H, m); m/z (ES⁺) 212 (M + H, 100%); (Gefunden: C, 56.4; H, 8.74; N, 5.43 C₁₂H₂₁NO₂·1HCl·0.5H₂O erfordert C, 56.1; H, 9.03; N, 5.45%); LCMS (Prodigy C18 50 mm × 4.6 mmid Säule, 5%–50% Acetonitril/Wasser); Retentionszeit = 1.53 Minuten, 98% Reinheit.
REFERENZBEISPIEL 5 (1α,6α,8β)(2-Aminomethyl-octahydro-inden-2-yl)-essigsäure-Hydrochlorid
Synthese von Verbindung 1
n-Butyllithium (5.1 ml einer 2.5 M Lösung in Hexanen, 12.75 mMol) wurde tropfenweise bei –78°C unter Argon zu einem unter Rühren befindlichen Gemisch von Nitromethan (0.34 ml, 6.3 mMol) in THF (20 ml) und HMPA (Hexamethylphosphoramid, 2 ml) zugegeben. Das Gemisch wurde auf –60°C erwärmen gelassen und während 1 Stunde gerührt. Das Gemisch wurde auf –78°C abgekühlt und 3 (0.79 g, 5.73 mMol) wurde zugegeben. Das Gemisch wurde auf –60°C erwärmen gelassen und während weiteren 2 Stunden gerührt. Das Gemisch wurde durch Zugabe von gesättigter Ammoniumchlorid-Lösung (5 ml) abgeschreckt. Nach dem Aufwärmen auf Raumtemperatur wurden verdünnte Salzsäure (10 ml) und Ether (30 ml) zugegeben. Die organische Phase wurde abgetrennt, und die wässrige Phase wurde mit Ether (2 × 25 ml) weiter extrahiert. Die kombinierten organischen Phasen wurden mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO₄), und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft. Der Rückstand wurde chromatographiert (SiO₂, Heptan/Ethylacetat, 95:5), woraus sich der Nitroalkohol 1 (0.50 g, 43%) als ein weisser Feststoff ergab; R_f (Heptan/Ethylacetat, 9:1) 0.14; ν_max(CH₂Cl₂)/cm^–1 3424 (OH), 1548 (NO₂), 1379 (NO₂); δ_H (400 MHz; CDCl₃): 4.45 (2H, s, CH₂NO₂), 3.26 (1H, s, OH), 2.04–1.95 (2H, m), 1.85–1.80 (4H, m), 1.64–1.24 (8H, m).
Synthese von Verbindung 2
Ein Gemisch von 1 (0.50 g, 2.49 mMol) und konzentrierter Schwefelsäure (1 Tropfen) wurde während 5 Minuten in Essigsäureanhydrid (1 ml) auf 50°C erhitzt. Das Gemisch wurde abgekühlt und dann zwischen Ether (100 ml) und Wasser (50 ml) verteilt. Die Etherphase wurde mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO₄), und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft, woraus sich das Nitroacetat 2 (0.49 g, 82%) als farbloses Öl ergab; R_f (Heptan/Ethylacetat, 9:1) 0.44; ν_max(Film)/cm^–1 1739 (C=O), 1551 (NO₂), 1375 (NO₂); δ_H (400 MHz; CDCl₃): 4.88 (2H, s, CH₂NO₂), 2.38–2.00 (8H, m), 2.07 (3H, s, MeCO), 1.62–1.32 (6H, m).
Synthese von Verbindung 3
Kaliummethoxid (0.15 g, 2.04 mMol) in Methanol (3 ml) wurde bei 0°C tropfenweise zu einer unter Rühren befindlichen Lösung von 2 (0.49 g, 2.04 mMol) in Methanol (5 ml) zugegeben. Nach 10 Minuten wurde das Gemisch zwischen Ether (100 ml) und Wasser (50 ml) verteilt. Die Etherphase wurde mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO₄), und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft. Der Rückstand wurde chromatographiert (SiO₂, Pentan/Ether, 98:2), woraus sich das Nitroalken 3 (0.21 g, 57%) als ein blassgelbes Öl ergab; R_f (Heptan/Ethylacetat, 8:2) 0.54; ν_max(Film)/cm^–1 1643 (C=C), 1509 (NO₂), 1342 (NO₂); δ_H (400 MHz; CDCl₃): 7.12 (1H, quin, J = 2.0, CHNO₂), 3.01 (1H, ddt, J = 20.5, 8.0, 2.1), 2.90 (1H, ddt, J = 20.5, 7.3, 2.1), 2.54 (1H, ddt, J = 17.8, 7.1, 2.0), 2.43 (1H, ddt, J = 17.7, 5.6, 1.9), 2.21 (1H, m), 2.12 (1H, m), 1.60–1.24 (8H, m).
Synthese von Verbindung 4
Ethylacetat (0.12 ml, 1.22 mMol) in THF (2 ml) wurde tropfenweise bei –78°C unter Argon zu einer unter Rühren befindlichen Lösung von Lithium-bis(trimethylsilyl)amid (1.22 ml einer 1 M Lösung in THF, 1.22 mMol) zugegeben. Nach 20 Minuten wurde 3 (0.21 g, 1.16 mMol) in THF (1 ml) zugegeben, und das Gemisch wurde während 2 Stunden gerührt. Das Gemisch wurde durch Zugabe von gesättigter Ammoniumchlorid-Lösung (3 ml) abgeschreckt und auf Raumtemperatur erwärmt. Das Gemisch wurde mit Ether (20 ml) verdünnt, und verdünnte Salzsäure (15 ml) wurde zugegeben. Die organische Phase wurde abgetrennt, und die wässrige Phase wurde mit Ether (2 × 10 ml) weiter extrahiert. Die kombinierten organischen Phasen wurden mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO₄), und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft. Der Rückstand wurde chromatographiert (SiO₂, Heptan/Ethylacetat, 99:1), woraus sich der Nitroester 4 (0.13 g, 41%) als eine farblose Flüssigkeit ergab; R_f (Heptan/Ethylacetat, 9:1) 0.32; ν_max(Film)/cm^–1 1731 (C=O), 1547 (NO₂), 1375 (NO₂); δ_H (400 MHz; CDCl₃): 4.73 (2H, s, CH₂NO₂), 4.14 (2H, q, J = 7.1, CO₂CH₂Me), 2.58 (2H, s, CH₂CO₂Et), 2.07 (2H, m), 1.71–1.66 (4H, m), 1.60–1.24 (8H, m), 1.26 (3H, t, J = 7.2, CO₂CH₂Me);
m/z (ES⁺) 270 (M + H, 100%).
Synthese von Verbindung 5
4 (0.122 g, 0.45 mMol) in Methanol (40 ml) wurde während 6 Stunden unter einer Wasserstoffatmosphäre (60 psi, 30°C) über einer katalytischen Menge von Nickelschwammkatalysator geschüttelt. Das Gemisch wurde filtriert, und das Lösungsmittel im Vakuum abgedampft, woraus sich der Aminoester 5 (0.084 g, 96%) als ein weisser Feststoff ergab; ν_max(Film)/cm^–1 3228 (NH), 1665 (C=O); δ_H (400 MHz; CDCl₃) 5.49 (1H, br s, NH), 3.34 (2H, s, CH₂NH), 2.25 (2H, s, CH₂CO), 2.10–1.98 (2H, m), 1.77 (2H, dd, J = 13.2, 7.1), 1.65 (2H, dd, J = 13.2, 6.8), 1.62–1.20 (8H, m).
Synthese von Verbindung 6
(2-Aminomethyl-octahydro-inden-2-yl)-essigsäure 5 (0.083 g, 0.43 mMol) wurde in 1,4-Dioxan (2 ml) und Salzsäure (8 ml einer 6 N Lösung) aufgelöst, und das Gemisch wurde während 5 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Gemisch mit Wasser (20 ml) verdünnt und mit Dichlormethan (2 × 15 ml) gewaschen. Die wässrige Phase wurde im Vakuum eingedampft, woraus sich die Säure 6 (0.097 g, 91%) als ein weisser Feststoff ergab. Dieser wurde unter Verwendung von Ethylacetat/Methanol umkristallisiert, woraus sich reines 10 als (0.057 g) ergab; δ_H (400 MHz; d₆-DMSO): 7.90 (2H, br s, NH₂), 3.02 (2H, s, CH₂NH₂), 2.43 (2H, s, CH₂CO₂H), 2.00 (2H, br s), 1.53–1.24 (12H, m); m/z (ES⁺) 212 (M + H, 100%); LCMS (Prodigy C18 50 mm × 4.6 mmid Säule, 5%–50% Acetonitril/Wasser); Retentionszeit = 1.12 Minuten, 100% Reinheit.
BEISPIEL 1 (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure
Synthese von Verbindung 1
Lithiumaluminiumhydrid (69.4 ml einer 1 M Lösung in Ether, 69.4 mMol) wurde tropfenweise bei 0°C unter Argon zu einer unter Rühren befindlichen Lösung von cis-Cyclobutan-1,2-dicarbonsäure (5 g, 34.7 mMol) in THF (60 ml) zugegeben. Das Gemisch wurde auf Raumtemperatur erwärmt und während 16 Stunden gerührt. Das Gemisch wurde auf 0°C abgekühlt und durch sorgfältige Zugabe von Wasser (2.7 ml), Natriumhydroxid-Lösung (2.7 ml einer 15% w/v Lösung) und Wasser (8.1 ml) abgeschreckt. Das Gemisch wurde während 15 Minuten gerührt, und der Niederschlag wurde durch Filtration entfernt. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft, woraus sich der Alkohol 1 als ein farbloses Öl ergab (4.0 g, 98%); δ_H (400 MHz; CDCl₃): 3.85 (2H, m), 3.6 (2H, m), 3.2 (2H, s), 2.7 (2H, m), 2 (2H, m), 1.55 (2H, m); δ_C (400 MHz; CDCl₃): 63.15, 37.83, 20.40.
Synthese von Verbindung 2
Mesylchlorid (6.2 ml, 79.1 mMol) wurde tropfenweise bei –40°C unter Argon zu einer unter Rühren befindlichen Lösung von 1 (4.0 g, 34.4 mMol) in Dichlormethan (150 ml) zugegeben. Triethylamin (12.0 ml, 86.0 mMol) wurde dann tropfenweise zugegeben, und das Gemisch wurde langsam auf Raumtemperatur erwärmen gelassen. Nach 16-stündigem Rühren wurde das Gemisch durch Zugabe von verdünnter Salzsäure (50 ml) abgeschreckt. Die organische Phase wurde abgetrennt, und die wässrige Phase wurde mit Dichlormethan (2 × 50 ml) weiter extrahiert. Die kombinierten organischen Phasen wurden mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO₄), und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft. Der Rückstand wurde chromatographiert (SiO₂, Heptan/Ethylacetat, 6:4), woraus sich das Mesylat 2 (6.1 g, 73%) als ein weisser Feststoff ergab; R_f (Heptan/Ethylacetat, 1:1) 0.18; δ_H (400 MHz; CDCl₃): 4.3 (4H, m), 3.05 (6H, s), 2.9 (2H, m), 2.2 (2H, m), 1.8 (2H, m); δ_C (400 MHz; CDCl₃) 69.51, 37,45, 35.28, 21.09.
Synthese von Verbindung 3
Wasserfreies Lithiumbromid (10.6 g, 121.8 mMol) wurde unter Argon zu einem unter Rühren befindlichen Gemisch von 2 (5.95 g, 24.4 mMol) in Aceton (50 ml) zugegeben, und das Gemisch wurde während 2 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Aceton im Vakuum entfernt, und der Rückstand wurde in Ether (50 ml) aufgenommen, mit Wasser (50 ml) und mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO₄), und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft. Der Rückstand wurde chromatographiert (SiO₂, Heptan/Ethylacetat, 95:5), woraus sich das Dibromid 3 (5.36 g, 86%) als eine orangefarbene Flüssigkeit ergab; R_f (Heptan/Ethylacetat, 8:2) 0.82; δ_H (400 MHz; CDCl₃): 3.6 (2H, m), 3.45 (2H, m), 2.85 (2H, m), 2.1 (2H, m), 1.7 (2H, m); δ_C (400 MHz; CDCl₃): 39.70, 33.79, 23.95.
Synthese von Verbindung 4
Zu einer gekühlten (0°C) Suspension von Kaliumhydrid (1.58 g, 39.5 mMol) (vorgängig dreimal mit Pentan gewaschen) in Tetrahydrofuran (22 ml) wurde über 1 Stunde unter Argonatmosphäre eine Lösung von Methylmetyhlthiomethylsulfoxid (1.36 ml, 13.04 mMol, vorgängig während 3 Stunden über Molekularsieb getrocknet) in Tetrahydrofuran (3 ml) zugegeben. Nach dem Rühren während weiteren 30 Minuten wurde über 1 Stunde bei 0°C eine Lösung von 3 (3.17 g, 13.1 mMol) in THF (2 ml) zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde dann auf Raumtemperatur erwärmen gelassen und über Nacht gerührt. Das Gemisch wurde durch Zugabe von wässrigem Ammoniumchlorid (6 ml, 25%) abgeschreckt. Nach 10 Minuten wurde der Feststoff abfiltriert und das Filtrat auf konzentriert. Der Rückstand wurde in Ether (20 ml) aufgenommen, und 9 N Schwefelsäure (0.05 ml) wurde zugegeben. Nach Rühren während 30 Stunden wurde gesättigtes Natriumhydrogencarbonat zugegeben. Die Etherphase wurde abgetrennt und auf 5 ml auf konzentriert. Gesättigte Natriumhydrogensulfit-Lösung (1.5 g) wurde zugegeben, und das Gemisch wurde während 30 Minuten gerührt. Die Phasen wurden aufgetrennt. Die Etherphase wurde mit einer gesättigten Natriumhydrogensulfit-(0.5 g)-Lösung während weiteren 30 Minuten gerührt. Die Phasen wurden aufgetrennt, und die gesammelten wässrigen Phasen wurden mit wässrigem Natriumhydroxid (5 ml, 20%) behandelt und mit Ether extrahiert. Die Etherphase wurde getrocknet (MgSO₄) und im Vakuum aufkonzentriert, woraus sich 4 als eine gelbe Flüssigkeit (0.16 g, 11%) ergab. δ_H (400 MHz; CDCl₃): 3.0 (2H, m), 2.15–2.45 (6H, m), 1.65 (2H, m).
Synthese von Verbindung 5
Triethylphosphonoacetat (0.32 ml, 1.61 mMol) wurde bei 0°C unter Argon tropfenweise zu einer unter Rühren befindlichen Suspension von Natriumhydrid (0.059 g einer 60%-igen Dispersion in Öl, 1.47 mMol) in THF (2 ml) zugegeben. Nach 20 Minuten wurde das Keton 4 (0.16 g, 1.45 mMol) in THF (1 ml) tropfenweise zugegeben. Das Gemisch wurde auf Raumtemperatur erwärmen gelassen und während 16 Stunden gerührt. Wasser (5 ml) wurde zugegeben, und das Gemisch wurde mit Ethylacetat extrahiert. Die kombinierten organischen Phasen wurden mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen und getrocknet (MgSO₄). Das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft. Der Rückstand wurde chromatographiert (SiO₂, Heptan/Ethylacetat, 95:5), woraus sich der Ester 5 (0.166 g, 0.92 mMol, 64%) als ein farbloses Öl ergab; δ_H (400 MHz; CDCl₃): 5.9 (1H, s), 4.2 (2H, q), 3.15 (1H, d), 2.9 (1H, m), 2.8 (1H, m); 2.65 (2H, m), 2.3 (1H, d), 2.15 (2H, m), 1,5 (2H, m), 1.3 (3H, t); δ_C (400 MHz; CDCl₃): 169.51, 166.98, 113.37, 59.62, 43.23, 38.79, 38.45, 36.20, 25.62, 24.95, 14.44.
Synthese von Verbindung 6
Ester 5 (0.152 g, 084 mMol), Nitromethan (0.092 ml, 1.7 mMol) und Tetrabutylammoniumfluorid (1.03 ml einer 1 M Lösung in THF, 1.03 mMol) wurden während 4 Stunden bei 65°C in THF (1 ml) erhitzt. Das Gemisch wurde abgekühlt, mit Ether (30 ml) verdünnt und mit 2 N Salzsäure (5 ml) angesäuert. Die organische Phase wurde mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO₄), und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft. Der Rückstand wurde chromatographiert (SiO₂, Heptan/Ether, 95:5), woraus sich der Nitroester 6 (0.085 g, 0.35 mMol, 41%) als eine farblose Flüssigkeit ergab; δ_H (400 MHz; CDCl₃): 4.4 (2H, s), 4.15 (2H, q), 2.75 (2H, bs), 2.7 (2H, s), 2.3 (2H, m), 2.1 (2H, m), 1.65 (4H, m), 1.15 (3H, t); δ_C (400 MHz; CDCl₃) 171.48, 79.68, 60.52, 50.10, 44.15, 41.06, 37.36, 25.76, 14.28.
Synthese der Verbindungen 7A und 7B
Der Nitroester 6 (0.076 g, 0.31 mMol) in Methanol (10 ml) wurde während 12 Stunden unter einer Wasserstoffatmosphäre (50 psi, 30°C) über einer katalytischen Menge von Nickelschwammkatalysator geschüttelt. Das Gemisch wurde filtriert, und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft, woraus sich ein Gemisch des Laktams 7A und des Aminoesters 7B (0.05 g) als ein weisser Feststoff ergab. Dieser wurde ohne weitere Reinigung und Charakterisierung verwendet.
Synthese von Verbindung 8
7A und 7B (0.05 g) wurde in Salzsäure (2 ml einer 6 N Lösung) gelöst, und das Gemisch wurde während 4 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Lösungsmittel im Vakuum abgedampft, woraus sich die Säure als weisser Feststoff ergab. Dieser wurde unter Verwendung von Ethylacetat/Methanol umkristallisiert, woraus sich reines 8 (0.045 g, 0.2 mMol, 64%) ergab; δ_H (400 MHz; D₂O): 3 (2H, s), 2.85 (4H, m + s), 2.35 (2H, m), 2.1 (2H, m), 1.75 (4H, m); δ_C (400 MHz; D₂O): 167.5, 46.64, 43.89, 42.03, 40.89, 36.08, 23.91, m/z (ES⁺) 184 (M + H, 100%).
REFERENZBEISPIEL 6 (±)-(1α,5β)(3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]hept-3-yl)-essigsäure-Hydrochlorid
Synthese von Verbindung 1
Lithiumaluminiumhydrid (134.8 ml einer 1 M Lösung in Ether, 134.8 mMol) wurde bei 0°C unter Argon tropfenweise zu einer unter Rühren befindlichen Lösung von cis-Cyclobutan-1,2-dicarbonsäure (9.71 g, 67.39 mMol) in THF (120 ml) zugegeben. Das Gemisch wurde auf Raumtemperatur erwärmen gelassen und während 16 Stunden gerührt. Das Gemisch wurde auf 0°C abgekühlt und durch sorgfältige Zugabe von Wasser (5.2 ml), Natriumhydroxid-Lösung (5.2 ml einer 15% w/v Lösung) und Wasser (15.7 ml) abgeschreckt. Das Gemisch wurde während 15 Minuten gerührt, und der Niederschlag wurde durch Filtration entfernt. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft, woraus sich der Alkohol 1 als ein blassgelbes Öl ergab (6.73 g, 57.64 mMol, 85%); δ_H (400 MHz; CDCl₃): 3.85 (2H, m), 3.6 (2H, m), 2.9 (2H, s), 2.7 (2H, m), 2 (2H, m), 1.55 (2H, m).
Synthese von Verbindung 2
Mesylchlorid (29.3 ml, 373.8 mMol) wurde tropfenweise bei –40°C unter Argon zu einer unter Rühren befindlichen Lösung von 1 (8.85 g, 75.8 mMol) in Dichlormethan (500 ml) zugegeben. Triethylamin (63.4 ml, 454.4 mMol) wurde dann tropfenweise zugegeben, und das Gemisch wurde langsam auf Raumtemperatur erwärmt. Nach 16-stündigem Rühren wurde das Gemisch durch Zugabe von verdünnter Salzsäure (100 ml) abgeschreckt. Die organische Phase wurde abgetrennt, und die wässrige Phase wurde mit Dichlormethan (2 × 100 ml) weiter extrahiert. Die kombinierten organischen Phasen wurden mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO₄), und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft. Der Rückstand wurde chromatographiert (SiO₂, Heptan/Ethylacetat, 6:4), woraus sich das Mesylat 2 (15.89 g, 58.3 mMol, 77%) als ein weisser Feststoff ergab; δ_H (400 MHz; CDCl₃): 3.0 (6H, m), 2.6 (2H, m), 2.05 (2H, m), 1.8 (2H, m).
Synthese von Verbindung 3
Wasserfreies Lithiumbromid (25 g, 287.3 mMol) wurde unter Argon zu einem unter Rühren befindlichen Gemisch von 2 (15.84 g, 57.4 mMol) in Aceton (150 ml) zugegeben, und das Gemisch wurde während 2 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Aceton im Vakuum entfernt, und der Rückstand wurde in Ether (100 ml) aufgenommen, mit Wasser (100 ml) und mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO₄), und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft, woraus sich das Dibromid 3 (13.5 g, 55.8 mMol, 97%) als eine orangefarbene Flüssigkeit ergab; δ_H (400 MHz; CDCl₃): 3.5 (4H, m), 2.45 (2H, m), 2.05 (2H, m), 1.6 (2H, m).
Synthese von Verbindung 4
Zu einer gekühlten (0°C) Suspension von Kaliumhydrid (1.08 g, 27 mMol) (vorgängig dreimal mit Pentan gewaschen) in THF (15 ml) wurde über eine Periode von 1 Stunde unter einer Argonatmosphäre eine Lösung von Methylmetyhlthiomethylsulfoxid (0.93 ml, 8.92 mMol, vorgängig während 3 Stunden über Molekularsieb getrocknet) in THF (2 ml) zugegeben. Nach Rühren während weiteren 30 Minuten wurde über eine Periode von 1 Stunde bei 0°C eine Lösung von 3 (2.16 g, 8.93 mMol) in THF (1 ml) zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde dann auf Raumtemperatur erwärmen gelassen und über Nacht gerührt. Das Gemisch wurde durch Zugabe von wässrigem Ammoniumchlorid (6 ml, 25%) abgeschreckt. Nach 10 Minuten wurde der Feststoff abfiltriert und das Filtrat auf konzentriert. Der Rückstand wurde in Ether (20 ml) aufgenommen, und 9 N Schwefelsäure (0.03 ml) wurde zugegeben. Nach Rühren während 30 Stunden wurde gesättigtes Natriumhydrogencarbonat zugegeben. Die Etherphase wurde abgetrennt und auf 5 ml auf konzentriert. Gesättigte Natriumhydrogensulfit-Lösung (1.5 g) wurde zugegeben, und das Gemisch wurde während 30 Minuten gerührt. Die Phasen wurden aufgetrennt. Die Etherphase wurde mit einer gesättigten Natriumhydrogensulfit-(0.5 g)-Lösung während weiteren 30 Minuten gerührt. Die Phasen wurden aufgetrennt, und die gesammelten wässrigen Phasen wurden mit wässrigem Natriumhydroxid (5 ml, 20%) behandelt und mit Ether extrahiert. Die Etherphase wurde getrocknet (MgSO₄), und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft, woraus sich 4 als eine gelbe Flüssigkeit (0.141 g, 15%) ergab; δ_H (400 MHz; CDCl₃): 2.25 (4H, m), 2.0 (4H, m), 1.7 (2H, m).
Synthese von Verbindung 5
Triethylphosphonoacetat (0.28 ml, 1.41 mMol) wurde bei 0°C unter Argon tropfenweise zu einer unter Rühren befindlichen Suspension von Natriumhydrid (0.052 g einer 60%-igen Dispersion in Öl, 1.29 mMol) in THF (2 ml) zugegeben. Nach 20 Minuten wurde das Keton 4 (0.141 g, 1.28 mMol) in THF (1 ml) tropfenweise zugegeben. Das Gemisch wurde auf Raumtemperatur erwärmen gelassen und während 16 Stunden gerührt. Wasser (5 ml) wurde zugegeben, und das Gemisch wurde mit Ethylacetat extrahiert. Die kombinierten organischen Phasen wurden mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen und getrocknet (MgSO₄). Das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft. Der Rückstand wurde chromatographiert (SiO₂, Heptan/Ethylacetat, 95:5), woraus sich der Ester 5 (0.092 g, 0.51 mMol, 40%) als ein farbloses Öl ergab; δ_H (400 MHz; CDCl₃): 5.85 (1H, s), 4.1 (2H, q), 3.1 (1H, d.d), 2.45 (1H, d.d), 2.2 (2H, m), 1.75 (2H, m), 1.4 (2H, m), 1.25 (3H, t); δ_C (400 MHz; CDCl₃): 170.53, 166.57, 115.13, 59.62, 47.06, 45.69, 39.89, 37.24, 28.52, 28.17, 14.44.
Synthese von Verbindung 6
Ester 5 (0.09 g, 0.5 mMol), Nitromethan (0.055 ml, 1.02 mMol) und Tetrabutylammoniumfluorid (0.61 ml einer 1 M Lösung in THF, 0.61 mMol) wurden während 4 Stunden bei 65°C in THF (1 ml) erhitzt. Das Gemisch wurde abkühlen gelassen, mit Ether (30 ml) verdünnt und mit 2 N Salzsäure (5 ml) angesäuert. Die organische Phase wurde mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO₄), und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft. Der Rückstand wurde chromatographiert (SiO₂, Heptan/Ether, 95:5), woraus sich der Nitroester 6 (0.063 g, 0.26 mMol, 52%) als eine farblose Flüssigkeit ergab; δ_H (400 MHz; CDCl₃): 4.65 (2H, [AB]q), 4.15 (2H, q), 2.65 (2H, [AB]q), 1.2–1.95 (3H, t und m, 13H); δ_C (400 MHz; CDCl₃): 171.28, 82.42, 60.52, 49.97, 45.80, 45.32, 42.88, 40.19, 40.09, 27.64, 14.26.
Synthese der Verbindungen 7A und 7B
Der Nitroester 6 (0.063 g, 0.26 mMol) in Methanol (10 ml) wurde während 12 Stunden unter einer Wasserstoffatmosphäre (50 psi, 30°C) über einer katalytischen Menge von Nickelschwammkatalysator geschüttelt. Das Gemisch wurde filtriert, und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft, woraus sich ein Gemisch des Laktams 7A und des Aminoesters 7B (0.051 g) als ein weisser Feststoff ergab. Dieser wurde ohne weitere Reinigung und Charakterisierung verwendet.
Synthese von Verbindung 8
7A und 7B (0.051 g) wurden in Salzsäure (2 ml einer 6 N Lösung) gelöst, und das Gemisch wurde während 4 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Lösungsmittel im Vakuum abgedampft, woraus sich die Säure als weisser Feststoff ergab. Dieser wurde unter Verwendung von Ethylacetat/Methanol umkristallisiert, woraus sich das reine 8 (0.046 g, 0.21 mMol, 81%) ergab; δ_H (400 MHz; D₂O): 3.3 (2H, [AB]q), 2.7 (2H, [AB]q), 2 (2H, m), 1.35–1.85 (8H, m); δ_C (400 MHz; D₂O): 174.8, 47.50, 46.59, 44.28, 43.61, 41.64, 38.37, 38.09, 25.88. m/z (ES⁺) 184 (M + H, 100%).
REFERENZBEISPIEL 7 (1α,3β,5α)(3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]hept-3-yl)-essigsäure-Hydrochlorid
Synthese von Verbindung (2)
Dibromid 1 (5.7 g, 22.3 mMol), Ethylcyanoacetat (4.8 ml, 44.5 mMol) und Kaliumcarbonat (6.15 g, 44.5 mMol) wurden zusammen während 48 Stunden in DMF (100 ml) gerührt. Verdünnte Salzsäure (100 ml) wurde zugegeben, und das Gemisch wurde mit Ether (3 × 100 ml) extrahiert. Die kombinierten organischen Phasen wurden mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO₄), und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft. Der Rückstand wurde chromatographiert (SiO₂, Heptan-Ethylacetat, 98:2), woraus sich der Cyanoester 2 (4.3 g, 100%) als ein 68:32-Gemisch von Diastereomeren ergab; R_f (Heptan-Ethylacetat, 9:1) 0.28; ν_max(Film)/cm^–1 2241 (CN), 1741 (C=O); Hauptdiastereomer: δ_H (400 MHz; CDCl₃): 4.30 (2H, q, J = 7.1, CO₂CH₂Me), 2.98 (2H, m), 2.56–2.22 (6H, m), 1.70 (2H, m), 1.35 (3H, t, J = 7.1, Me); Nebendiastereomer: δ_H (400 MHz; CDCl₃): 4.26 (2H, q, J = 7.1, CO₂CH₂Me), 3.05 (2H, m), 2.56–2.22 (6H, m), 1.99 (2H, m), 1.33 (3H, t, J = 7.1, Me).
Synthese von Verbindung (3)
Cyanoester 2 (0.76 g, 3.91 mMol), Wasser (0.14 ml, 7.82 mMol) und Lithiumchlorid (0.66 g, 15.6 mMol) wurden während 22 Stunden bei 150°C in DMSO (40 ml) erhitzt. Das Gemisch wurde abkühlen gelassen, mit Wasser verdünnt (150 ml) und mit Ether (3 × 50 ml) extrahiert. Die kombinierten Etherphasen wurden mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO₄), und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft. Der Rückstand wurde chromatographiert (SiO₂, Heptan-Ethylacetat, 95:5), woraus sich das Cyanid 3 (0.21 g, 44%) als ein 60:40-Gemisch von Diastereomeren ergab; R_f (Heptan-Ethylacetat, 9:1) 0.44; ν_max(Film)/cm^–1 2238 (CN); Hauptdiastereomer: δ_H (400 MHz; CDCL₃): 2.97 (1H, m), 2.87 (2H, m), 2.32–2.18 (2H, m), 2.10–1.96 (3H, m), 1.92–1.78 (2H, m), 1.48–1.38 (1H, m); Nebendiastereomer: δ_H (400 MHz; CDCL₃): 3.13 (1H, m), 2.87 (2H, m), 2.32–2.18 (2H, m), 2.10–1.96 (3H, m), 1.92–1.78 (2H, m), 1.48–1.38 (1H, m).
Synthese von Verbindung (4)
Cyanid 3 (0.86 g, 7.1 mMol) in THF (30 ml) wurde bei –78°C unter Argon über 1 Stunde tropfenweise zu einer unter Rühren befindlichen Mischung von Lithiumhexamethyldisilazid (7.8 ml einer 1 M Lösung in THF, 7.8 mMol) in THF (40 ml) zugegeben. Das Gemisch wurde auf –40°C erwärmen gelassen und während 2 Stunden gerührt. Das Gemisch wurde auf –78°C abgekühlt und Dimethylallylbromid (1.3 ml, 10.6 mMol) wurde zugegeben. Das Gemisch wurde während weiteren 2 Stunden bei –78°C gerührt und dann über Nacht auf Raumtemperatur erwärmen gelassen. Gesättigte Ammoniumchlorid-Lösung (20 ml) wurde zugegeben, und das Gemisch wurde mit Ether (50 ml) und verdünnter Salzsäure (30 ml) verdünnt. Die wässrige Phase wurde mit Ether (2 × 50 ml) weiter extrahiert, und die kombinierten organischen Phasen wurden mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO₄), und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft. Der Rückstand wurde chromatographiert (SiO₂, Heptan-Ethylacetat, 98:2), woraus sich das Cyanoalken 4 (0.96 g, 72%) als ein farbloses Öl ergab; R_f (Heptan-Ethylacetat, 95:5) 0.38; ν_max(Film)/cm^–1 2230 (CN), 1673 (C=C); δ_H (400 MHz; CDCl₃): 5.27 (1H, tt, J = 7.6, 1.3, CHCMe₂), 2.89 (2H, m), 2.30–2.22 (4H, m), 2.10 (2H, d, J = 14.2), 1.94 (2H, m), 1.84–1.62 (2H, m), 1.65 (3H, s, Me), 1.55 (3H, s, Me); m/z (AP⁺) 190 (M + H, 100%).
Synthese von Verbindung (5)
Cyanoalken 4 (0.96 g, 5.1 mMol) und Natriumhydroxid (10.2 ml einer 2.5 M Lösung in Methanol, 25.5 mMol) wurden zusammen mit Dichlormethan (80 ml) bei –78°C gerührt. Ozon wurde durch das Gemisch geleitet, das sich sofort orange verfärbte. Nach 2 Stunden verfärbte sich das Gemisch grün, und die Lösung wurde während 5 Minuten mit Sauerstoff und danach mit Stickstoff gespült. Das unter Rühren befindliche Gemisch wurde mit Ether (100 ml) und Wasser (100 ml) verdünnt und über Nacht auf Raumtemperatur erwärmen gelassen. Die wässrige Phase wurde mit Ether (2 × 50 ml) weiter extrahiert, und die kombinierten organischen Phasen wurden mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO₄), und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft. Der Rückstand wurde chromatographiert (SiO₂, Heptan-Ethylacetat, 95:5), woraus sich der Cyanoester 5 (0.70 g, 71%) als ein farbloses Öl ergab; R_f (Heptan-Ethylacetat, 8:2) 0.36; ν_max(Film)/cm^–1 2233 (CN), 1740 (C=C); δ_H (400 MHz; CDCl₃): 3.75 (3H, s, OMe), 2.94 (2H, m), 2.63 (2H, s, CH₂CO₂Me), 2.35–2.21 (4H, m), 2.00 (2H, m), 1.86 (2H, m); m/z (AP⁺) 194 (M + H, 95%).
Synthese von Verbindung (6)
Cyanoester 5 (0.81 g, 4.2 mMol) in Methanol (100 ml) wurde während 6 Stunden unter einer Wasserstoffatmosphäre (60 psi, 30°C) über einer katalytischen Menge von Nickelschwammkatalysator geschüttelt. Das Gemisch wurde filtriert, und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft, woraus sich das Laktam 6 (0.64 g, 92%) als ein weisser Feststoff ergab; ν_max(Film)/cm^–1 1692 (C=O); δ_H (400 MHz; CDCl₃): 5.52 (1H, br s, NH), 3.54 (2H, s, CH₂NH), 2.80 (2H, m), 2.26 (2H, m), 2.16 (2H, s, CH₂CO), 1.93 (2H, ddd, J = 13.4, 8.1, 2.4), 1.74 (2H, dd, J = 13.0, 3.2), 1.64 (2H, m).
Synthese von (1α,3β,5α)(3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]hept-3-yl)-essigsäure-Hydrochlorid
Laktam 6 (0.64 g, 3.87 mMol) wurde in 1,4-Dioxan (4 ml) und Salzsäure (16 ml einer 6 N Lösung) gelöst, und das Gemisch wurde während 6 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Gemisch mit Wasser (20 ml) verdünnt und mit Dichlormethan (2 × 15 ml) gewaschen. Die wässrige Phase wurde im Vakuum auf konzentriert, woraus sich die Säure 7 (0.67 g, 79%) als ein weisser Feststoff ergab. Die Umkristallisation unter Verwendung von Ethylacetat/Methanol ergab ausschliesslich die Säure 7 (0.26 g); δ_H (400 MHz; d₆-DMSO): 7.98 (2H, br s, NH₂), 3.13 (2H, s, CH₂NH₂), 2.70 (2H, s), 2.17–2.14 (4H, m), 1.85 (2H, dd, J = 13.3, 8.0), 1.63 (2H, m), 1.55 (2H, dd, J = 12.9, 5.1); m/z (ES⁺) 184 (M + H, 100%); LCMS (Prodigy C18 50 mm × 4.6 mmid Säule, 5%–50% Acetonitril/Wasser); Retentionszeit = 2.40 Minuten, 98% Reinheit.
Die folgenden Verfahren beziehen sich spezifisch auf die Herstellung der Verbindung der Formel Ia.
BEISPIEL 2 Methode 1
Nitromethan wird zum ungesättigten Ester in einem Lösungsmittel wie Dimethylsulfoxid oder N,N-Dimethylformamid mit einer Base wie Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat oder Cäsiumcarbonat bei einer Temperatur von 0°C bis 120°C zugegeben. Dieser Prozess ergibt im Vergleich zu den vorangegangenen Wegen höhere Ausbeuten des Nitroesters und reduziert die Ausbeute von dekonjugiertem Ester. Methode 2A

a) Ein Alkylcyanoacetat, beispielsweise Ethylcyanoacetat, wird zu einem Gemisch von Cyclopentanon der Formel (1) in einem aus Toluol, Benzol, Xylolen oder n-Heptan ausgewählten Lösungsmittel zugegeben, zu dem Essigsäure und β-Alanin oder Ammoniumacetat oder Piperidin zugegeben werden. Das Gemisch wird bei einer Temperatur von 0°C bis 150°C mit Entfernen von Wasser, beispielsweise unter Verwendung einer Dean-Stark-Kühlfalle oder von aktiviertem Molekularsieb gerührt, woraus das Alken der Formel (2) gebildet wird;
b) Zugabe des Produktes des obigen Schrittes a) zu einem Gemisch von Benzylmagnesiumchlorid oder Benzylmagnesiumbromid oder Benzylmagnesiumiodid in einem trockenen, aus Tetrahydrofuran, 1,4-Dioxan, n-Heptan, Toluol, Diethylether oder tert-Butylmethylether ausgewählten Lösungsmittel bei einer Temperatur von –100°C bis 110°C, woraus sich das Additionsprodukt der Formel (3) bildet;
c) Zugabe des Produktes des obigen Schrittes b) zu einem Gemisch einer aus Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid, Lithiumhydroxid oder Cäsiumhydroxid ausgewählten Base in einem aus Ethylenglykol, 2-Methoxyethylether, 1,4-Dioxan oder Diethylenglykol ausgewählten Lösungsmittel, und Rühren des Gemisches bei einer Temperatur von 25°C bis 250°C, woraus sich die Carbonsäure der Formel (4) bildet;
d) Zugabe des Produktes des obigen Schrittes c) zu einem Gemisch von Iodmethan in einem aus Dichlormethan, Chloroform, Tetrahydrofuran, Toluol oder 1,4-Dioxan ausgewählten Lösungsmittel, zu dem eine Base wie 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en (DBU), Triethylamin oder 1,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en (DBN) zugegeben und bei einer Temperatur von –40°C bis 110°C gerührt wird, woraus sich der Ester der Formel (5) bildet; oder Zugabe des Produktes des obigen Schrittes c) zu einer Mischung von Methanol und einer konzentrierten Säure wie Schwefelsäure oder Salzsäure bei einer Temperatur im Bereich von 0°C bis 100°C; oder Zugabe des Produktes des obigen Schrittes c) zu Trimethylsilyldiazomethan und Methanol in Benzol oder Toluol bei einer Temperatur von –40°C bis 100°C; oder Zugabe des Produktes des obigen Schrittes c) zu Diazomethan in einem Lösungsmittel wie Benzol, Toluol, Dichlormethan oder Diethylether bei einer Temperatur von –40°C bis 40°C;
e) Zugabe des Produktes des obigen Schrittes d) zu einem Gemisch von Tetrachlorkohlenstoff oder Ethylacetat und Acetonitril, zu dem Wasser, Natriumperiodat und Ruthen(III)chlorid zugegeben werden, und Rühren bei einer Temperatur von –40°C bis 80°C, woraus sich die Carbonsäure der Formel (6) bildet;
f) Zugabe des Produktes des obigen Schrittes e) zu einem Gemisch einer aus Triethylamin oder Diisopropylethylamin ausgewählten Base und einem aus Toluol, Benzol, Xylolen, Tetrahydrofuran, Diethylether oder n-Heptan ausgewählten Lösungsmittel, zu dem Diphenylphosphorylazid (DPPA) zugegeben und bei Raumtemperatur von 0°C bis 150°C gerührt wird, woraus sich das Isocyanat der Formel (7) bildet; oder Zugabe des Produktes des obigen Schrittes e) zu Ethylchloroformat oder Isobutylchloroformat und einer Base wie Triethylamin oder Diisopropylethylamin in Tetrahydrofuran oder Aceton oder Diethylether bei einer Temperatur von –40°C bis 78°C, gefolgt von der Zugabe von Natriumazid in Wasser und Tetrahydrofuran oder Aceton, gefolgt von der Zugabe von Toluol oder Benzol und Erhitzen unter Rückfluss; und
g) Zugabe des Produktes des obigen Schrittes f) zu einem aus Toluol, Benzol, Xylolen oder n-Heptan ausgewählten Lösungsmittel, zu dem Methanol oder tert-Butanol zugegeben wurde, und dann Zugabe von (8) zu wässriger Salzsäure bei einer Konzentration von 0.01 M bis 12 M in der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Lösungsmittels wie 1,4-Dioxan, Essigsäure oder Wasser, woraus sich die Aminosäure (9) ergab; oder Zugabe des Produktes des obigen Schrittes f) zu einem aus Toluol, Benzol, Xylolen oder n-Heptan ausgewählten Lösungsmittel, zu dem Benzylalkohol zugegeben wurde, woraus sich (8) ergab, und dann Hydrierung von (8) über Nickel oder Palladium oder Platin, woraus sich das Laktam ergab, welches dann unter Verwendung von wässriger Salzsäure bei einer Konzentration von 0.01 M bis 12 M in der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Lösungsmittels wie 1,4-Dioxan, Essigsäure oder Wasser hydrolysiert wurde, woraus sich die Aminosäure (9) ergab.

a) Cyanoester (2) wird zu Allylmagnesiumchlorid oder -bromid oder 2-Butenylmagnesiumchlorid in einem trockenen, aus Tetrahydrofuran, 1,4-Dioxan, n-Heptan, Toluol, Diethylether oder tert-Butylmethylether ausgewählten Lösungsmittel bei einer Temperatur von –100°C bis 110°C zugegeben, woraus sich das Additionsprodukt der Formel (10) bildet;
b) Zugabe des Produktes des obigen Schrittes a) zu einem Gemisch einer aus Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid, Lithiumhydroxid oder Cäsiumhydroxid ausgewählten Base zu einem aus Ethylenglykol, 2-Methoxyethylether, 1,4-Dioxan der Diethylenglykol ausgewählten Lösungsmittel und Rühren des Gemisches bei einer Temperatur von 25°C bis 250°C, woraus sich die Carbonsäure der Formel (11) bildet;
c) Zugabe des Produktes des obigen Schrittes b) zu einem Gemisch von Iodmethan in einem aus Dichlormethan, Chloroform, Tetrahydrofuran, Toluol oder 1,4-Dioxan ausgewählten Lösungsmittel, zu dem eine Base wie 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en (DBU), Triethylamin oder 1,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en (DBN) zugegeben und bei einer Temperatur von –40°C bis 110°C gerührt wurde, woraus sich der Ester der Formel (11) bildete; oder Zugabe des Produktes des obigen Schrittes b) zu einem Gemisch von Methanol und einer konzentrierten Säure wie Schwefelsäure oder Salzsäure bei einer Temperatur im Bereich von 0°C bis 100°C; oder Zugabe des Produktes des obigen Schrittes b) zu Trimethylsilyldiazomethan und Methanol in Benzol oder Toluol bei einer Temperatur von –40°C bis 100°C; oder Zugabe des Produktes des obigen Schrittes b) zu Diazomethan in einem Lösungsmittel wie Benzol, Toluol, Dichlormethan oder Diethylether bei einer Temperatur von –40°C bis 40°C; und
d) Zugabe des Produktes des obigen Schrittes c) zu einem Gemisch von Tetrachlorkohlenstoff oder Ethylacetat und Acetonitril, zu dem Wasser, Natriumperiodat und Ruthen(III)chlorid zugegeben und bei einer Temperatur von –40°C bis 80°C gerührt wurde, woraus sich die Carbonsäure der Formel (6) bildete.

a) Ein organometallisches Reagens wie Vinyllithium- oder Vinylmagnesiumchlorid oder -bromid in einem Lösungsmittel wie Tetrahydrofuran oder Diethylether bei einer Temperatur von –100°C bis 0°C wird zum Cyanoester (2) zugegeben, woraus sich (13) ergibt;
b) Zugabe des Produktes des obigen Schrittes a) zu einem Gemisch einer aus Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid, Lithiumhydroxid oder Cäsiumhydroxid ausgewählten Base in einem aus Ethylenglykol, 2-Methoxyethylether, 1,4-Dioxan oder Diethylenglykol ausgewählten Lösungsmittel, und Rühren des Gemisches bei einer Temperatur von 25°C bis 250°C, woraus sich die Carbonsäure der Formel (14) ergibt;
c) Zugabe des Produktes des obigen Schrittes b) zu einem Gemisch von Iodmethan in einem aus Dichlormethan, Chloroform, Tetrahydrofuran, Toluol oder 1,4-Dioxan ausgewählten Lösungsmittel, zu dem eine Base wie 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en (DBU), Triethylamin oder 1,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en (DBN) zugegeben und bei einer Temperatur von –40°C bis 110°C gerührt wird, woraus sich der Ester der Formel (15) bildet; oder Zugabe des Produktes des obigen Schrittes b) zu einem Gemisch von Methanol und einer konzentrierten Säure wie Schwefelsäure oder Salzsäure bei einer Temperatur im Bereich von 0°C bis 100°C; oder Zugabe des Produktes des obigen Schrittes b) zu Trimethylsilyldiazomethan und Methanol in Benzol oder Toluol bei einer Temperatur von –40°C bis 100°C; oder Zugabe des Produktes des obigen Schrittes b) zu Diazomethan in einem Lösungsmittel wie Benzol, Toluol, Dichlormethan oder Diethylether bei einer Temperatur von –40°C bis 40°C;
d) das Produkt des obigen Schrittes c) wird in einem Lösungsmittel wie Chloroform oder Dichlormethan oder Methanol ozonolysiert, gefolgt von der Zugabe eines Abschreckmittels wie Triphenylphosphin oder Dimethylsulfid bei einer Temperatur von –100°C bis 0°C, woraus sich (16) ergibt;
e) das Produkt des obigen Schrittes d) in einem Lösungsmittel wie Methanol oder Ethanol wurde mit Ammoniaklösung oder Ammoniakgas umgesetzt, gefolgt von einer Reduktion unter Verwendung von Natriumborhydrid, Natriumcyanoborhydrid oder Natriumtriacetoxyborhydrid oder einer Reduktion durch Hydrierung in der Anwesenheit eines Katalysators wie Nickel, Palladium oder Platin, woraus sich (17) ergab; und
f) das Produkt des obigen Schrittes e) wird unter Verwendung von wässriger Salzsäure bei einer Konzentration von 0.01 M bis 12 M in der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Lösungsmittels wie 1,4-Dioxan, Essigsäure oder Wasser hydrolysiert, woraus sich die Aminosäure (9) bildet.

Methode 3
Der ungesättigte Ester und Benzylthioisocyanat werden in einem aus Tetrahydrofuran, Diethylether oder 1,4-Dioxan, einem koordinierenden Lösungsmittel wie HMPA oder DMPU und einem Alkohol wie tert-Butanol mit Samariumdiiodid hergestellten Lösungsmittel bei einer Temperatur von –100°C bis 0°C gerührt; der erhaltene Ester wird unter Verwendung eines Katalysators wie Nickel, Palladium, Platin oder Rhodium in einem Lösungsmittel wie Methanol, Ethanol, Ethylacetat bei einer Temperatur von 20°C bis 100°C hydriert, woraus sich die Aminosäure ergibt. Methode 4A

a) Ein organometallisches Reagens wie Vinyllithium- oder Vinylmagnesiumchlorid oder -bromid wird mit Dimethylzink, Zinkchlorid, Kupfer(I)iodid, Kupfer(I)bromid-Dimethylsulfidkomplex oder Kupfer(I)cyanid in der Anwesenheit einer Lewis-Säure wie Bortrifluoridetherat oder Aluminiumchlorid in einem Lösungsmittel wie Tetrahydrofuran oder Diethylether bei einer Temperatur von –100°C bis 0°C gemischt, und der ungesättigte Ester (1) wird zugegeben, woraus sich das Additionsprodukt (2) ergibt;
b) das Produkt des obigen Schrittes a) wird in einem Lösungsmittel wie Chloroform oder Dichlormethan oder Methanol ozonolysiert, gefolgt von der Zugabe eines Abschreckmittels wie Triphenylphosphin oder Dimethylsulfid bei einer Temperatur von –100°C bis 0°C, woraus sich (3) ergibt;
c) das Produkt des obigen Schrittes b) in einem Lösungsmittel wie Methanol oder Ethanol wird mit Ammoniaklösung oder Ammoniakgas umgesetzt, gefolgt von einer Reduktion unter Verwendung von Natriumborhydrid, Natriumcyanoborhydrid oder Natriumtriacetoxyborhydrid oder einer Reduktion durch Hydrierung in der Anwesenheit eines Katalysators wie Nickel, Palladium oder Platin, woraus sich (4) ergibt; und
d) das Produkt des obigen Schrittes c) wird unter Verwendung von wässriger Salzsäure bei einer Konzentration von 0.01 M bis 12 M in der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Lösungsmittels wie 1,4-Dioxan, Essigsäure oder Wasser hydrolysiert, woraus sich die Aminosäure (9) bildet.

a) Ein organometallisches Reagens wie Allylmagnesiumchlorid oder -bromid wird mit Dimethylzink, Zinkchlorid, Kupfer(I)iodid, Kupfer(I)bromid-Dimethylsulfidkomplex oder Kupfer(I)cyanid in der Anwesenheit einer Lewis-Säure wie Bortrifluoridetherat oder Aluminiumchlorid in einem Lösungsmittel wie Tetrahydrofuran oder Diethylether bei einer Temperatur von –100°C bis 0°C gemischt, und der ungesättigte Ester (1) wird zugegeben, woraus sich das Additionsprodukt (6) ergibt; oder ein organometallisches Reagens wie Benzylmagnesiumchlorid oder -bromid wird mit Dimethylzink, Zinkchlorid, Kupfer(I)iodid, Kupfer(I)bromid-Dimethylsulfidkomplex oder Kupfer(I)cyanid in der Anwesenheit einer Lewis-Säure wie Bortrifluoridetherat oder Aluminiumchlorid in einem Lösungsmittel wie Tetrahydrofuran oder Diethylether bei einer Temperatur von –100°C bis 0°C gemischt, und der ungesättigte Ester (1) wird zugegeben, woraus sich das Additionsprodukt (7) ergibt;
b) Zugabe des Produktes des obigen Schrittes a) zu einem Gemisch von Tetrachlorkohlenstoff oder Ethylacetat und Acetonitril, zu dem Wasser, Natriumperiodat und Ruthen(III)chlorid zugegeben und bei einer Temperatur von –40°C bis 80°C gerührt wird, woraus sich die Carbonsäure der Formel (8) bildet;
c) Zugabe des Produktes des obigen Schrittes b) zu einem Gemisch einer aus Triethylamin oder Diisopropylethylamin ausgewählten Base und einem aus Toluol, Benzol, Xylolen, Tetrahydrofuran, Diethylether oder n-Heptan ausgewählten Lösungsmittel, zu dem Diphenylphosphorylazid (DPPA) zugegeben und bei einer Temperatur von 0°C bis 150°C gerührt wird, woraus sich das Isocyanat der Formel (9) bildet; oder Zugabe des Produktes des obigen Schrittes b) zu Ethylchloroformat oder Isobutylchloroformat und einer Base wie Triethylamin oder Diisopropylethylamin in Tetrahydrofuran oder Aceton oder Diethylether bei einer Temperatur von –40°C bis 78°C, gefolgt von der Zugabe von Natriumazid in Wasser und Tetrahydrofuran oder Aceton, gefolgt von der Zugabe von Toluol oder Benzol und Erhitzen unter Rückfluss;
d) Zugabe des Produktes des obigen Schrittes c) zu einem aus Toluol, Benzol, Xylolen oder n-Heptan ausgewählten Lösungsmittel, zu dem Methanol oder tert-Butanol zugegeben wurde und sich (10) ergab, und dann Zugabe von (10) zu wässriger Salzsäure bei einer Konzentration von 0.01 M bis 12 M in der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Lösungsmittels wie 1,4-Dioxan, Essigsäure oder Wasser, woraus sich die Aminosäure (5) bildete; oder Zugabe des Produktes des obigen Schrittes c) zu einem aus Toluol, Benzol, Xylolen oder n-Heptan ausgewählten Lösungsmittel, zu dem Benzylalkohol zugegeben wurde und sich (10) ergab, und dann Hydrierung von (10) über Nickel oder Palladium oder Platin, woraus sich das Laktam ergab, das dann unter Verwendung von wässriger Salzsäure bei einer Konzentration von 0.01 M bis 12 M in der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Lösungsmittels wie 1,4-Dioxan, Essigsäure oder Wasser hydrolysiert wurde, woraus sich die Aminosäure (5) ergab.

a) Die Verbindung (1) und Kaliumcyanid oder Natriumcyanid und Wasser und Ethanol oder Methanol werden zusammen unter Rückfluss mit Entfernen von Wasser, beispielsweise unter Verwendung einer Dean-Stark-Kühlfalle, erhitzt, woraus sich (2) bildet;
b) das Produkt von Schritt a) wird mit Ethanol und Toluol oder Benzol gerührt, und die Lösung wird bei einer Temperatur von –30°C bis 40°C mit gasförmiger Salzsäure gesättigt, woraus sich (3) ergibt;
c) das Produkt des obigen Schrittes b) wird in Methanol, Ethanol oder Ethylacetat unter Verwendung eines Katalysators wie Nickel, Palladium, Platin oder Rhodium bei einer Temperatur von 15°C bis 60°C hydriert, woraus sich (4) ergibt;
d) das Produkt des obigen Schrittes c) wird unter Verwendung von wässriger Salzsäure bei einer Konzentration von 0.01 M bis 12 M in der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Lösungsmittels wie 1,4-Dioxan, Essigsäure oder Wasser hydrolysiert, woraus sich die Aminosäure (5) bildet.

BIOLOGISCHE BEISPIELE
Zahlreiche Modelle sind verfügbar, um zu bestimmen, ob die Verbindung der Formel Ia zur Behandlung von Störungen der Viszera wirksam ist. Diese Modelle umfassen ein LPS-Modell (Eutamene H et al, J Pharmacol Exp Ther 2000 295 (1); 162–7), ein TNBS-Modell (Diop L, et al, Gastroenterology 1999, 116, 4(2): A986), ein IBD-Modell (Clemett D, Markham A, Drugs 2000 Apr; 59(4): 929–56), ein Modell für Pankreasschmerzen (Isla AM, Hosp Med 2000 Jun; 61(6): 386–9) und ein Modell für viszerale nicht-digestive Schmerzen (Boucher M et al. J Urol 2000 Jul; 164(1): 203–8).
Gabapentin, welches eine 1-(Aminomethyl)cyclohexan-essigsäure ist, wird als Antiepileptikum vertrieben und ist zur Verringerung der Häufigkeit von Anfällen bei Patienten wirksam.
Es wurde gefunden, dass Injektionen von Trinitrobenzolsulfonsäure (TNBS) in das Kolon von Ratten chronische Colitis induzieren. Es wurde gezeigt, dass Gabapentin und chemisch verwandte Verbindungen in einem Modell für chronische Allodynie die TNBS-induzierte Hypersensitivität des Kolons unterdrücken (Diop L, et al. (1998) Soc. Neurosci. Abstr.: 24: 639).
Die Fähigkeit einer Verbindung der Formel Ia, viszerale Störungen selektiv zu behandeln, wurde in eine Tiermodell für viszerale Schmerzen für GI-Störungen nachgewiesen.
Im Menschen gehen die GI-Störungen oft mit viszeralen Schmerzen einher. Bei diesen Pathologien ist der Schwellenwert für viszerale Schmerzen verringert, was auf eine viszerale Hypersensitivität hinweist.
BEISPIEL 10
Wirkung von Gabapentin und der Verbindung der Formel Ia auf TNBS-induzierte chronische viszerale Allodynie bei Ratten
Bei diesem experimentellen Modell von Kolonblähungen bei wachen Ratten hatte die vorgängige Injektion von TNBS in das proximale Kolon den Schwellenwert für viszerale Schmerzen verringert.
Materialien und Methoden
Es werden männliche Sprague-Dawley-Ratten mit einem Gewicht von 340–400 g verwendet. Die Tiere sind zu Dritt pro Käfig in einer kontrollierten Umgebung (20 ± 1°C, 50 ± 5% Feuchtigkeit, mit Licht von 8.00 bis 20.00 Uhr) untergebracht. Am Tag 0 wird unter Anästhesie (Ketamin 80 mg/kg i.p.; Acepromazin 12 mg/kg i.p.) die Injektion von TNBS (50 mg/kg in Ethanol 30%) oder von physiologischer Kochsalzlösung (1.5 ml/kg) bei den Kontrollratten in die Wand des proximalen Kolons (1 cm vom Caecum entfernt) vorgenommen. Nach dem Eingriff werden die Tiere individuell in Polypropylenkäfigen untergebracht und während 7 Tagen in einer kontrollierten Umgebung (20 ± 1°C, 50 ± 5% Feuchtigkeit, mit Licht von 8.00 bis 20.00 Uhr) gehalten. Am Tag 7 nach der TNBS-Verabreichung wird ein Ballon (Länge 5–6 cm) durch den Anus eingeführt und durch Befestigen des Katheters mit Klebeband am Schwanzansatz in Stellung (Ballonspitze 5 cm vom Anus entfernt) gehalten. Die orale Verabreichung von Gabapentin oder der Verbindung der Formel Ia wird 1 Std. vor dem Kolonblähungszyklus vorgenommen: der Ballon wird in Schritten von 5 mm Hg (0.667 kPA) von 0 bis 75 mmHg zunehmend aufgeblasen, wobei jeder Schritt des Aufblasens 30 Sek. dauert. Jeder Zyklus von Kolonblähung wird mit einem standardisierten Barostaten kontrolliert. Der Schwellenwert (mmHg) entspricht dem Druck, welcher die erste abdominale Kontraktion produziert, und der Aufblähungszyklus wird dann abgebrochen. Der Kolonschwellenwert wird nach Ausführung von vier Aufblähungszyklen im selben Tier bestimmt.
Die Daten werden durch Vergleich der mit der Testverbindung behandelten Gruppen mit einer nur mit TNBS behandelten Gruppe und der Kontrollgruppe ausgewertet. Für jede Gruppe werden Mittelwert und SEM berechnet. Die antiallodynische Aktivität für jede orale Dosierung der Testverbindung wird wie folgt berechnet:
wobei

A: = mittlerer Schwellenwert der mit der Testverbindung behandelten Gruppe,
T: = mittlerer Schwellenwert der nur mit TNBS behandelten Gruppe,
C: = mittlerer Schwellenwert der Kontrollgruppe.

Die in der mit der Testverbindung behandelten Gruppe gemessenen Resultate sind als %-Inhibition der TNBS-induzierten Verringerung des Schmerzschwellenwertes ausgedrückt.
Die statistische Signifikanz zwischen jeder Gruppe wurde unter Verwendung einer einparametrigen ANOVA, gefolgt von einem ungepaarten Student t-Test bestimmt; Unterschiede wurden für p < 0.05 als statistisch signifikant betrachtet.
Resultate Wirkung von Gabapentin:
Die mediane wirksame Dosis (ED₅₀) von Gabapentin ist 321 mg/kg p.o.
Wirkung der Verbindung der Formel Ia:
Es ist bekannt, dass Gabapentin über den subkutanen (s.c.) Verabreichungsweg den Kolonschwellenwert unter Kontrollbedingungen nicht verändert; im Gegensatz dazu erhöhte Morphin (s.c.) den Kolonschwellenwert sowohl in den TNBS-behandelten Tieren als auch bei den Kontrolltieren, was auf einen unterschiedlichen Wirkungsmechanismus hinweist (Diop L. et al. (1998) Soc. Neurosci, Abstr.: 24: 639).
Die Verbindung der Formel Ia entfaltete in einem Modell für viszerale Schmerzen bei Ratten eine potente antiallodynische Aktivität, wobei die Verbindung mehr als 20 Mal aktiver als Gabapentin unter denselben Bedingungen war. Die entsprechenden ED₅₀-Werte sind 321 mg/kg p.o. für Gabapentin und 14.4 mg/kg p.o. für die Verbindung der Formel Ia.
BEISPIEL 11
Wirkung von Gabapentin und der Verbindung der Formel Ia auf die LPS-induzierte rektale Hypersensitivität bei Ratten
Es wurde gezeigt, dass die intraperitoneale Injektion von bakteriellem Lipo-Polysaccharid (LPS) bei wachen Ratten eine rektale Hyperalgesie induziert.
Materialien und Methoden
Die Tiere werden chirurgisch für die Elektromyographie vorbereitet: die Ratten werden mittels intraperitonealer Injektion von Acepromazin (0.6 mg/kg) und Ketamin (120 mg/kg) anästhesiert. Drei Gruppen von drei Elektroden werden unmittelbar oberhalb des Leistenbandes in die externe quergestreifte Muskulatur implantiert. Die Elektroden werden auf der Rückseite des Nackens nach aussen geführt und mittels eines auf der Haut angebrachten Glasrohres geschützt. Die Tiere werden individuell in Polypropylenkäfigen untergebracht und in einem Raum mit kontrollierter Temperatur (21°C) untergebracht. Nahrung (UAR-Kügelchen, Epinay, France) und Wasser wurden ad libidum bereitgestellt.
Die elektromyographischen Aufzeichnungen beginnen fünf Tage nach dem Eingriff. Die elektrische Aktivität der quergestreiften Muskeln des Abdomens wird mit einem Elektroenzephalographie-Gerät (Mini VIII Alvar, Paris, France) unter Verwendung einer kurzen Zeitkonstante (0.03 Sek.) – zwecks Entfernen von Signalen niedriger Frequenz (< 3 Hz) – und mit einer Papiergeschwindigkeit von 3.6 cm/Min. aufgezeichnet. Ausbrüche von Signalspitzen werden als Messgrösse für abdominelle Kontraktionen aufgezeichnet.
Aufblähungsprozedur: Die Ratten werden in Plastiktunnels (Durchmesser 6 cm × Länge 25 cm) plaziert, wo sie sich nicht bewegen, nicht entfliehen oder umdrehen können, um Beschädigungen am Ballon zu verhindern. Die Tiere werden vor dem rektalen Aufblähen während vier Tagen an diese Prozedur gewöhnt, um Stressreaktionen während der Experimente zu minimieren. Der für die Aufblähung verwendete Ballon ist ein Katheter für arterielle Embolektomie (Fogarty, Edwards Laboratories Inc.). Die rektale Aufblähung wird durch Einführen des Ballons (Durchmesser 2 mm × Länge 2 cm) in das Rektum, 1 cm vom Anus entfernt, vorgenommen, und der Katheter wird am Schwanzende befestigt. Er wird mit lauwarmen Wasser in Schritten von 0.4 ml von 0 bis 1.2 ml zunehmend aufgebläht, wobei jeder Aufblähschritt 5 Min. dauert. Um mögliche Undichtigkeiten festzustellen, wird das Volumen des in den Ballon eingeführten Wassers am Ende der Aufblähperiode durch vollständige Entnahme mit einer Spritze kontrolliert.
Protokoll der Experimente: Den Ratten wird LPS (1 mg/kg (Escherichia coli, Serotyp O111:B4) Sigma-Aldrich Chemical Co., St Louis, MO.) oder sein Vehikel i.p. injiziert, und die rektale Aufblähung mit begleitender elektromyographischer Aufzeichnung der abdominellen Kontraktionen wird 9 und 12 Stunden nach dieser Verabreichung durchgeführt. Zur Bestimmung der antinozieptiven Eigenschaften von Gabapentin und der Verbindung der Formel Ia unter Hyperalgesie-Bedingungen werden Gabapentin (10 und 30 mg/kg) und die Verbindung der Formel Ia (0.01, 0.03 und 0.1 mg/kg) oder das Vehikel (NaCl 0.9% 0.3 ml/Ratte) 1 Std. vor der rektalen Aufbläung, jedoch mit vorangehender (12 Std.) Injektion von LPS (1 mg/kg i.p.), per os verabrreicht.
Medikamente: Alle Verbindungen wurden unmittelbar vor dem Gebrauch in sterilem NaCl (0.9% isotonische Kochsalzlösung) gelöst.
Statistik: Die statistische Analyse der Anzahl der während jeder Periode der rektalen Aufbläung auftretenden abdominellen Kontraktionen wird durch eine einparametrige ANOVA, gefolgt von einem parametrischem ungepaartem Student t-Test bestimmt.
Resultate
Wirkung von Gabapentin: 30 mg/kg p.o. verabreichtes Gabapentin inhibiert die Anzahl der durch die rektale Aufblähung mit 0.4 ml induzierten abdominellen Kontraktionen bei LPS-behandelten Ratten signifikant (85.3%, p < 0.001). Bei 10 mg/kg p.o. zeigt Gabapentin keine signifikante Antihyperalgesie-Aktivität (24.9%).
Wirkung der Verbindung der Formel Ia: Nach oraler Verabreichung inhibiert die Verbindung der Formel Ia (0.01, 0.03 und 0.1 mg/kg po) die Anzahl der durch die rektale Aufblähung mit 0.4 ml induzierten abdominellen Kontraktionen nach der LPS-Behandlung in einer dosisabhängigen Weise (1). Der ED₅₀ ist 0.037 mg/kg p.o.
Zusammenfassend zeigen diese Resultate, dass Gabapentin und die Verbindung der Formel Ia eine Antihyperalgesie-Aktivität auf die LPS-induzierte rektale Hypersensitivität – ein Modell für viszerale Schmerzen bei Ratten – entfalten. Die Verbindung der Formel Ia zeigt eine stärkere Antihyperalgesie-Aktivität als Gabapentin. Der Vergleich von Gabapentin mit der Verbindung der Formel Ia zeigt, dass die Verbindung der Formel Ia in diesem Modell für viszerale Schmerzen ungefähr 500 Mal stärker wirksam ist als Gabapentin.
Die vorangehenden Daten belegen, dass die Verbindung der Formel Ia zur Prävention und Behandlung von viszeralen Schmerzen, insbesondere bei GI-Störungen wie funktionellen Darmerkrankungen (FDB) und entzündlichen Darmerkrankungen (IBD), wirksam ist. Diese Wirksamkeit der Verbindung der Formel Ia wird überdies nach der oralen Verabreichung der Verbindung beobachtet.

Claims

Verwendung von (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure oder eines pharmazeutisch akzeptablen Salzes davon zur Herstellung eines Medikamentes zur Prävention oder Behandlung von viszeralen Schmerzen.
Verwendung von (1α,3α,5α)-3-Aminomethyl-bicyclo[3.2.0]heptan-3-essigsäure oder eines pharmazeutisch akzeptablen Salzes davon zur Herstellung eines Medikamentes zur Prävention oder Behandlung von gastrointestinalen Störungen.
Verwendung nach Anspruch 2, wobei die Störung eine funktionelle Darmstörung oder eine entzündliche Darmerkrankung ist.
Verwendung nach Anspruch 3, wobei die funktionelle Darmstörung gastroesophagenaler Reflux (gastroesophageal reflux), Dyspepsie, Reizdarmsyndrom oder funktionelles Bauchschmerzsyndrom ist.
Verwendung nach Anspruch 3, wobei die entzündliche Darmerkrankung Morbus Crohn, Ileitis oder Colitis ulcerosa ist.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Schmerzen mit Dysmenorrhöschmerzen, Beckenschmerzen, Cystitisschmerzen und Pankreatitis zusammenhängen.
Verwendung nach irgend einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Medikament eine Formulierung zur oralen Verabreichung ist.