DE69115116T2

DE69115116T2 - Heterocyclische NMDA Antagonisten.

Info

Publication number: DE69115116T2
Application number: DE69115116T
Authority: DE
Inventors: Jeffrey P Whitten
Original assignee: Merrell Dow Pharmaceuticals Inc
Current assignee: Aventis Pharmaceuticals Inc
Priority date: 1990-05-17
Filing date: 1991-05-16
Publication date: 1996-06-13
Anticipated expiration: 2011-05-17
Also published as: CN1027695C; HUT59150A; US5470844A; DE69115116D1; TW308596B; AU641657B2; CN1056499A; EP0457324B1; FI912382A; EP0457324A1; US5194430A; ATE131172T1; FI912382A0; NO911916D0; DK0457324T3; FI97388B; ES2083478T3; PT97692B; CA2042473A1; JP2977950B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klasse von 3-[funktionalisiertes- Alkylphosphonol-piperidin- und -pyrrolidinverbindungen, die als NMDA-Antagonisten nützlich sind. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung dieser Verbindungen zur Behandlung einer Anzahl von Krankheitszuständen. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft Arzneimittel, die diese Verbindungen enthalten.
In EP-A 275 820 werden ungesattigte Phosphonsäuren und ihre Derivate beschrieben, die als NMDA-Antagonisten nützlich sind.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wurde eine neue Klasse von NMDA-Antagonisten gefunden, die durch die folgende Formel beschrieben werden können: Formel I
in der R&sub1; ein Wasserstoffatom, einen C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest oder eine CF&sub3;-Gruppe darstellt;
M ein Sauerstoffatom, ein N-O-R&sub4;- oder N-NH-R&sub4;-Rest ist, worin R&sub4; ein Wasserstoffatom, einen C&sub1;-C&sub4;-Alkyl- oder Alkylphenylrest darstellt;
A einer der folgenden Substituenten ist:
R&sub2; ein Wasserstoffatom, ein C&sub1;-C&sub4;-Alkyl-, Cycloalkyl-, Trialkylamino- oder Alkylphenylrest, eine Phenylgruppe, ein substituierter Phenylrest oder eine Trifluormethylgruppe ist;
R&sub3; ein Wasserstoffatom, einen C&sub1;-C&sub4;-Alkyfrest, eine Phenylgruppe, einen Alkylphenylrest oder eine Cyclohexylmethylgruppe bedeutet;
R&sub5; ein Wasserstoffatom, einen linearen C&sub1;-C&sub4;-Alkyl- oder einen Alkylphenylrest darstellt;
R&sub6; ein Wasserstoffatom, ein C&sub1;-C&sub4;-Alkyfrest, eine Phenylgruppe, ein Alkylphenyfrest oder eine Cyclohexylmethylgruppe ist;
oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon.
Wie in dieser Anmeldung verwendet:
a) beziehen sich die Begriffe "Niederalkylrest und C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest" auf einen verzweigten oder linearen Alkyfrest mit 1-4 Kohlenstoffatomen, wie eine Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutylgruppe, etc.;
b) beziehen sich die Begriffe "Niederalkoxyrest und C&sub1;-C&sub4;-Alkoxyrest" auf einen linearen oder verzweigten Alkoxyrest, der 1-4 Kohlenstoffatome enthält, wie eine Methoxy-, Ethoxy-, n-Propoxy-, Isopropoxy-, n-Butoxy-, Isobutoxygruppe, etc.;
c) bezieht sich der Begriff "Cycloalkylrest" auf eine Cyclohexyl- oder eine Cyclopentylgruppe;
d) bezieht sich der Begriff "substituierter Phenylring" auf eine Phenylgruppe (C&sub6;H&sub5;), die mit bis zu 3 Substituenten substituiert ist, wobei jeder Substituent unabhängig aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Halogenatomen, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl- und C&sub1;-C&sub4;-Alkoxyresten, CF&sub3;-, OCF&sub3;-, OH- und CN-Gruppen, COOR&sub6;- und CONR&sub6;R&sub7;-Resten besteht, worin R&sub6; und R&sub7; Wasserstoffatome oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyfreste darstellen. Diese Substituenten können gleich oder verschieden sein und können in jeder beliebigen der ortho-, metaund para-Stellungen angeordnet sein;
e) bezieht sich der Begriff "Alkylphenylsubstituent" auf die folgende Struktur -(CH&sub2;)m-C&sub6;H&sub5;, in der m eine ganze Zahl von 1-3 ist. Dieser Phenylring kaun in der Art substituiert sein, die direkt vorstehend beschrieben ist;
f) bezieht sich der Begriff "Oxim" auf Verbindungen, in denen M ein N-O-R&sub4;-Rest ist;
g) bezieht sich der Begriff "Hydrazon" auf Verbindungen, in denen M ein N-NH-R&sub4;-Rest ist;
h) bezieht sich der Begriff "pharmazeutisch verträgliches Additionssalz" entweder auf ein pharmazeutisch verträgliches Säure-Additionssalz oder ein pharmazeutisch verträgliches basisches Additionssalz;
i) bezieht sich der Begriff "Halogenatom" auf ein Fluor- oder Chloratom;
j) bezieht sich der Begriff" Trialkylaminrest" auf
in dem n eine ganze
Zahl von 2-4 bedeutet und Alk und Alk&sub1; jeweils unabhängig voneinander einen C&sub1;-C&sub4;- Alkyfrest darstellen; und
k) bezieht sich der Begriff "Cyclohexylmethylgruppe" auf eine -CH&sub2;-C&sub6;H&sub1;&sub2;-Gruppe.
Der Ausdruck "pharmazeutisch verträgliche Säure-Additionssalze" soll sich auf ein beliebiges nicht toxisches organisches oder anorganisches Säure-Additionssalz der basischen Verbindungen der Formel I oder eine beliebige Zwischenstufe davon beziehen. Beispiele für anorganische Säuren, die geeignete Salze bilden, schließen Salz-, Bromwasserstoff-, Schwefel- und Phosphorsäure und Säure-Metallsalze, wie Natriummonohydrogenorthophosphat und Kallumhydrogensulfat ein. Beispiele für organische Säuren, die geeignete Salze bilden, schließen die Mono-, Di- und Tricarbonsäuren ein. Beispiele für solche Säuren sind zum Beispiel Essig-, Glycol-, Milch-, Brenztrauben-, Malon-, Berustein-, Glutar-, Fumar-, Äpfel-, Wein-, Zitronen-, Ascorbin-, Malein-, Hydroxymalein-, Benzoe-, Hydroxybenzoe-, Phenylessig-, Zimt-, Salicyl-, 2- Phenoxybenzoe-und p-Toluolsulfonsäure und Sulfonsäuren wie Methansulfonsäure und 2- Hydroxyethansulfonsäure. Solche Salze können ewntweder in einer hydratisierten oder in einer weitgehend wasserfreien Form vorliegen. Im allgemeinen sind die Säure- Additionssalze dieser Verbindungen in Wasser und verschiedenen hydrophilen organischen Lösungsmitteln löslich und zeigen im Vergleich zu ihren freien Baseformen gewöhnlich höhere Schmelzpunkte.
Der Ausdruck "pharmazeutisch verträgliche basische Additionssalze" soll sich auf ein beliebiges nicht toxisches organisches oder anorganisches basisches Additionssalz der Verbindungen der Formel I oder eine beliebige Zwischenstufe davon beziehen. Beispiele für Basen, die geeignete Salze bilden, schließen Alkalimetall- oder Erdalkalimetallhydroxide, wie Natrium-, Kalium-, Calcium-, Magnesium- oder Bariumhydroxide; Ammoniak und aliphatische, alicyclische oder aromatische organische Amine, wie Methylamin, Dimethylamin, Trimethylamin und Picolin ein.
Alle Verbindungen der Formel I enthalten mindestens zwei (2) Asymmetriezentren und kommen deshalb als Diastereomere vor. Jede Bezugnahme auf diese Verbindungen und auf ihre Zwischenstufen sollte so ausgelegt sein, daß sie ein racemisches Gemisch, ein bestimmtes optisches Isomer oder ein Enantiomerenpaar einschließt. Die einzelnen optischen Isomere können, wie hier gezeigt, synthetisiert werden oder können durch auf dem Fachgebiet bekannte Techniken, wie Chromatographie an chiralen stationären Phasen oder Spaltung durch Bildung von chiralen Salzen und anschließende Trennung durch selektive Kristallisation, gewonnen werden. HPLC-Ionenaustauschchromatographie kann dazu verwendet werden, um nur die Diastereomere zu trennen.
Die Untersuchung der Formel I zeigt, daß einige der Verbindungen eine Carbonylfunktion in der Alkylkette enthalten, die an die 3-Stellung des Piperidinylrings oder des Pyrrolidinylrings gebunden ist. Diese Verbindungen kommen in einem Tautomerengleichgewicht vor, in dem die Carbonylfunktion an einer Keto-Enol- Gleichgewichtsreaktion teilnimmt. Diese Tautomerie kann wie folgt veranschaulicht werden:
Wie für den Fachmann leicht ersichflich ist, existiert die Enolform dieses Moleküls außerdem als geometrische Isomere und kann so entweder in der cis- oder in der trans- Anordnung vorkommen.
Wie durch den R&sub3;-Substituenten angezeigt, kann der Piperidinring außerdem in 4-,5- oder 6-Stellung substituiert sein. R&sub3; kann gegebenenfalls bis zu 2 Nicht- Wasserstoffsubstituenten bedeuten. In jeder Stellung des Piperidinrings sollte nur ein Nicht- Wasserstoffsubstituent vorhanden sein. Sind zwei Nicht-Wasserstoffsubstituenten vorhanden, können sie gleich oder verschieden sein. Wenn R&sub3; ein Nicht- Wasserstoffsubstituent ist, kann dieser Substituent entweder syn oder anti zum Phosphonosubstituenten stehen.
Wie durch die gestrichelte Linie in der Piperidinylstruktur angezeigt ist, kann in 3- oder 4-Stellung eine Doppelbindung vorhanden sein.
Beispiele für Verbindungen, die in Formel I enthalten sind, schließen ein:
3-(Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäure;
3-(Phosphonoacetyl)piperidin-4-methyl-2-carbonsäure:
3-[1-[(Phenylmethoxy)imino]-2-phosphonoethyl]piperidin-2-carbonsäure;
3-(Phosphonoacetyl)piperidin-5-methyl-2-carbonsäure,
3-[(1-Methoxyimino)-2-phosphonoethyl]piperidin--5-methyl-2-carbonsäure;
3-(Phosphonoacetyi)piperidin-2-carbonsäureethylester;
3-(Phosphonoacetyl)piperidin-5-(1-phenylmethyl)-2-carbonsäure;
3-(Phosphonoacetyl)piperidin-4,5-dimethyl-2-carbonsäure;
3-(Phosphonoacetyl)piperidin-5-propyl-2-carbonsäure
3-[1-[(Phenylmethoxy)imino]-5-propyl-2-phosphonoethyl]piperidin-2-carbonsäure;
3-(Phosphonoacetyl)piperidin-5-methyl-2-carbonsäureethylester;
3-(Phosphonoacetyi)piperidin-5-propyl-2-carbonsäureethylester;
d,l-trans-3-(Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäure;
d,l-cis-3-(Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäure;
3(S)-[(Diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)-carbonsäuremethylester;
3(S)-[(Diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-4-methyl-2(R)-carbonsäuremethylester;
3(R)-[(Diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-4-methyl-2(S)-carbonsäuremethylester;
3(S)-(Phosphonoacetyl)piperidin-4-methyl-2(R)-carbonsäure;
3(R)-(Phosphonoacetyl)piperidin-4-methyl-2(S)-carbonsäure;
3(S)-[(Diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-5-methyl-2(R)-carbonsäuremethylester;
3(S)-(Phosphonoacetyl)piperidin-5-methyl-2(R)-carbonsäure;
d,l-cis-3-[(Diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäuremethylester;
3(S)-(Phosphonoacetyl)piperidin-2(R)-carbonsäure;
3(S)-(Phosphonoacetyl)piperidin-5-methyl-2(R)-carbonsäure;
3(S)-(Phosphonoacetyl)piperidin-5-benzyl-2(R)-carbonsäure;
3(S)-(Phosphonoacetyl)piperidin-3(R)-methyl-2(R)-carbonsäure;
3(S)-(Phosphonoacetyl)piperidin-5-benzyl-3(R)-methyl-2(R)-carbonsäure;
3-(Phosphonoacetyl)- ³-piperidein-2(R)-carbonsäure;
3-(Phosphonoacetyl)- ³-piperidein-5-methyl-2(R)-carbonsäure;
3(S)-(Phosphonoacetyl)- &sup4;-piperidein-2(R)-carbonsäure;
3(S)-(Phosphonoacetyl)-3(R)-methyl- &sup4;-piperidein-2(R)-carbonsäure;
3(S)-(Phosphonoacetyl)-3(R)-methyl-5-methyl- &sup4;-pipertdein-2(R)-carbonsäure;
3(S)-(Phosphonoacetyl)-3(R)-methyl-5-benzyl- &sup4;-piperidein-2(R)-carbonsäure;
d,l-cis-3-(Phosphonoacetyl)pyrrolidin-4-methyl-2-carbonsäure;
d,l-trans-3-(Phosphonoacetyl)pyrrolidin4-methyl-2-carbonsäure;
d,l-cis-3-(Phosphonoacetyl)pyrrolidin-2-carbonsäure;
d,l-trans-3-(Phosphonoacetyl)pyrrolidin-2-carbonsäure;
d,l-cis-3-(Phosphonoacetyl)pyrrolidin-3-methyl-2-carbonsäure;
d,l-trans-3-(Phosphonoacetyl)pyrrolidin-3-methyl-2-carbonsäure.
A ist bevorzugt ein gesättigter Piperidinring und M ein O-Atom. R&sub3; und R&sub5; sind vorzugsweise Wasserstoffatome. Die bevorzugte Stereochemie ist 2R, 3S.
Die gesättigten Piperidinverbindungen der Formel I, in denen M ein O-Atom und R&sub5; ein Wasserstoffatom ist, können durch Verwendung von auf dem Fachgebiet bekannten Techniken hergestellt werden. Ein Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen ist nachfolgend im Reaktionsschema A gezeigt. In Schema A sind, wenn nicht anders gekennzeichnet, alle Substituenten wie vorstehend definiert. Schema A REDUKTION SCHUTZ Schritt DEHYDRATISIERUNG KUPPLUNG SCHUTZGRUPPEN-ABSPALTUNG Fortsetzung Schema A SCHUTZGRUPPEN-ABSPALTUNG zusätzlich möglicher Schritt
Pg = Schutzgruppe R&sub1;' = C&sub1;-C&sub4;-Alkyfrest oder CF&sub3;-Gruppe
R&sub2;' = C&sub1;-C&sub4;-Alkyl-, Cycloalkyl-, Trialkylamino-, Alxylphenylrest, Phenylgruppe, substituierter Phenylrest oder Trifluormethylgruppe
R&sub2;" = CH&sub2;C&sub6;H&sub5;-Gruppe oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyfrest
Schema A liefert ein allgemeines Syntheseverfahren zur Herstellung der gesättigten Piperidinverbindungen der Formel I, worin M ein O-Atom ist und R&sub5; ein Wasserstoffatom darstellt.
In Schritt a wird das geeignete Pyridin-2,3-dicarbonsäurederivat der Struktur (1) unter Verwendung von auf dem Fachgebiet gut bekannten Techniken und Verfahren zum entsprechenden Piperidin-2,3-dicarbonsäurederivat der Struktur (2) reduziert.
Zum Beispiel wird das geeignete Pyridin-2,3-dicarbonsäurederivat der Struktur (1) mit einem geeigneten Reduktionsmittel, wie Nickel/Aluminium, Palladium oder Platin in Gegenwart von Wasserstoff umgesetzt, wobei Nickel/Aluminium bevorzugt ist. Die Realinten werden normalerweise in wäßriger Base, wie Natriumhydroxid umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise über einen Zeitraum von 6 Stunden bis 5 Tagen und in einem Temperaturbereich von 20 - 38ºC zusammen gerührt. Das Piperidin-2,3- dicarbonsäurederivat der Struktur (2) wird durch Entfernen des Katalysators mittels Filtration aus der Reaktionszone gewonnen. Es kann in Lösung ohne Isolierung verwendet werden oder durch Extraktion und Reinigung mittels Chromatographie gewonnen werden.
In Schritt b wird das geeignete Piperidin-2,3-dicarbonsäurederivat der Struktur (2) geschützt und man erhält das entsprechende N-geschützte-Piperidin-2,3- dicarbonsäurederivat der Struktur (3). Eine Vielzahl von Schutzgruppen, wie zum Beispiel die Benzyloxycarbonylgruppe (CBZ) kann verwendet werden. Andere geeignete Schutzgruppen schließen substituierte Carbamate, wie die t-Butyloxycarbonyl- und Phenylfluorenylgruppe (PhF) ein.
Diese Schutzgruppen können durch auf dem Fachgebiet bekannte Techniken am Stickstoffatom angebracht werden. Wenn die Schutzgruppe zum Beispiel CBZ ist, wird das geeignete Piperidin-2,3-dicarbonsäurederivat der Struktur (2) mit einem molaren Überschuß an Chlorameisensäurebenzylester oder 12-(tert-Butoxycarbonyloxyimino)-2- phenylacetonitrill oder 9-Phenylfluorenylbromid umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie wäßrigem Dioxan, umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von 2 - 24 Stunden zusammen gerührt. Das N-geschützte-Piperidin-2,3- dicarbonsäurederivat der Struktur (3) wird durch auf dem Fachgebiet bekannte Extraktionsverfahren aus der Reaktionszone gewonnen. Es kann durch Umkristallisieren gereinigt werden.
In einer anderen Ausführungsform wird, falls die Schutzgruppe zum Beispiel die N- (9-Phenylfluorenyl)gruppe ist, das geeignete Piperidin-2,3-dicarbonsäurederivat der Struktur (2) mit einem molaren Überschuß an 9-Phenylfluorenylbromid, einem molaren Überschuß einer geeigneten Base, wie Diisopropylethylamin und einem molaren Unterschuß an Blemitrat umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Acetonitril, umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von 2 - 24 Stunden zusammen gerührt. Das N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-2,3-dicarbonsäurederivat der Struktur (3) wird durch auf dem Fachgebiet bekannte Extraktionsverfahren aus der Reaktionszone gewonnen. Es kann durch Kieselgelchromatographie gereinigt werden.
In Schritt c wird die 2,3-Dicarbonsäurefünktion des geeigneten N-geschützten- Piperidin-2,3-dicarbonsäurederivats der Struktur (3) zum entsprechenden N-geschützten- Piperidinoanhydridderivat der Struktur (4) dehydratisiert.
Zum Beispiel wird das geeignete N-geschützte-Piperidin-2,3-dicarbonsäurederivat der Struktur (3) mit einem molaren Überschuß an Essigsäureanhydrid umgesetzt. Die Reaanten werden normalerweise über einen Zeitraum von 2 - 3 Tagen in einem Temperaturbereich von 20 - 100ºC unter einer inerten Atmosphäre, wie Stickstoff, zusammen gerührt. Das N-geschützte-Piperidinoanhydridderivat der Struktur (4) wird durch Verdampfen des Lösungsmittels aus der Reaktionszone gewonnen.
In Schritt d wird das geeignete N-geschützte-Piperidinoanhydridderivat der Struktur (4) mit dem geeigneten Phosphonatester der Struktur (5) zur entsprechenden N-geschützten-3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäure der Struktur (6) gekuppelt. Der geeignete Phosphonatester der Struktur (5) ist einer, in dem R&sub1; ein C&sub1;-C&sub4;-Alkyfrest oder eine Trifluormethylgruppe ist. Diese Alkykeste dienen während der Kupplungsreaktionen als Schutzgruppen. Einer dieser R&sub1;-Reste wird während der Schutzgruppenabspaltungsreaktion des zusätzlich möglichen Schrittes h&sub2;, der nachstehend beschrieben ist, abgespalten und die zweite kann ebenfalls, falls gewünscht, hydrolysiert werden, wie im zusätzlich möglichen Schritt i beschrieben, der nachfolgend beschrieben ist. In einer anderen Ausführungsform können beide Schutzgruppen in einem Schritt hydrolysiert werden, wie im zusätzlich möglichen Schritt g&sub1; beschrieben, der nachstehend beschrieben ist. Wie für den Fachmann offensichdich ist, sollte die verwendete spezielle Schutzgruppe der entsprechen, die im Endprodukt gewünscht wird, falls R&sub1; im Endprodukt kein Wasserstoffatom sein soll.
Zum Beispiel wird des geeignete Phosponatester der Struktur (5) zuerst mit einem molaren Äquivalent eines geeigneten stark basischen Reagenzes, wie n-Butyllithium umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Tetrahydrolaran, unter einer inerten Atmosphäre, wie Stickstoff, umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise über einen Zeitraum von 10 - 20 Minuten bei einer Temperatur von -78ºC zusammen gerührt. Dann wird das Reaktionsmedium auf etwa -10ºC erwärmt und danach wird ein molares Äquivalent des geeigneten N- geschützten-Piperidinoanhydridderivats der Struktur (4) zugegeben. Die Reaktanten werden normalerweise über einen Zeitraum von 1 - 3 Stunden in einem Temperaturbereich von -78ºC bis -20ºC zusammen gerührt. Die N-geschützte-3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2carbonsäure der Struktur (6) wird, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist, durch Extraktionsverfahren aus der Reaktionszone gewonnen. Sie kann durch Chromatographie gereinigt werden.
In Schritt e wird die 2-Carbonsäuregruppe der geeigneten N-geschützten-3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäure der Struktur (6) als Benzyl- oder C&sub1;- C&sub4;-Alkylester geschützt, und man erhält den entsprechenden N-geschützten-3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäurebenzyl- oder C&sub1; -C&sub4;-alxylester der strur (7). Diese Schutzgruppen können unter Verwendung von auf dem Fachgebiet bekannten Techniken am Molekül angebracht werden.
Zum Beispiel wird die geeignete N-geschützte-3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäure der Struktur (6) mit einem molaren überschuß eines Alkylbromids der Formel R&sub2;"Br, worin R&sub2;" eine Benzylgruppe oder ein C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest ist, und einem molaren Überschuß einer geeigneten nicht nukleophilen Base, wie Dicyclohexylamin, umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise in einem geeigneten aprotischen Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, in einer inerten Atmosphäre, wie Stickstoff, umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise über einen Zeitraum von 1 - 4 Stunden und in einem Temperaturbereich von 20 bis 65ºC zusammen gerührt. Der N- geschützte-3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäurebenzyl- oder C&sub1;-C&sub4;alkylester der Struktur (7) wird, wie auf dem Fachgebiet bekannt, durch Extraktionsverfahren aus der Reaktionszone gewonnen. Es kann durch Chromatographie gereinigt werden.
In Schritt f wird die N-Schutzgruppe des geeigneten N-geschützten-3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäurebenzyl-oderC&sub1;-C&sub4;-alkylesters der Struktur (7) entfernt, und man erhält den entsprechenden 3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäurebenzyl-oderC&sub1;-C&sub4;-alkylester der Struktur (8).
Zum Beispiel wird der geeignete N-geschützte-3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäurebenzyl-oder C&sub1;-C&sub4;-alkylester der Struktur (7) mit einem molaren Überschuß einer geeigneten Säure, wie wäßriger Salzsäure, Trifluoressigsäure oder einem Gemisch aus Salzsäure in Dioxan, umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von 1 - 5 Stunden zusammen gerührt. Der 3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäurebenzyl-oder C&sub1;-C&sub4;-alkylester der Struktur (8) wird durch Neutralisation mit Propylenoxid und anschließende Filtration oder durch Chromatographie aus der Reaktionszone gewonnen.
Im zusätzlich möglichen Schritt g&sub1; werden die 2-Carbonsäureester- und beide Phosphonatestergruppen des geeigneten 3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2- carbonsäurebenzyl- oder C&sub1;-C&sub4;-alkylesters der Struktur (8) entfernt, und man erhält die entsprechende 3-(Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäure der Struktur (9).
Zum Beispiel wird der geeignete 3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2- carbonsäurebenzyl- oder C&sub1;-C&sub4;-alkylester der Struktur (8) üblicherweise mit einer 3 bis 6 molaren Salzsäurelösung umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis Rückfluß über einen Zeitraum von 1 bis 30 Stunden zusammen gerührt. Die 3-(Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäure der Strukur (9) wird durch auf dem Fachgebiet bekannte Techniken, wie Fällung als ihre freie Base mit Propylenoxid, aus dem Reaktionsmedium gewonnen. Sie kann danach durch Umkristallisieren aus einem Lösungsmittelsystem, wie zum Beispiel Ethanol/Isopropanol, gereinigt werden.
Im zusätzlich möglichen Schritt g&sub2; wird die 2-Carbonsäureestergruppe des geeigneten 3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäurebenzyl- oder C&sub1;-C&sub4;-alkylesters der Stritutur (8) entfernt, und man erhält die 3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2- carbonsäure der Struktur (10).
Zum Beispiel wird der geeignete 3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2- carbonsäurebenzyl- oder C&sub1;-C&sub4;-alkylester der Struktur (8) normalerweise mit einer 1 bis 3 molaren Salzsäurelösung umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis Rückfluß über einen Zeitraum von 1 bis 18 Stunden zusammen gerührt. Die 3-[(Dialkoxyphosphoryi)acetyl]piperidin-2-carbonsäure der Strukur (10) wird durch auf dem Fachgebiet bekannte Techniken, wie Fällung als ihre freie Base mit Propylenoxid, aus dem Reaktionsmedium gewonnen. Sie kann danach durch Umkristallisieren aus einem Lösungsmittelsystem, wie zum Beispiel Ethanol/Isopropanol, gereinigt werden.
Im zusätzlich möglichen Schritt h&sub1; wird die 2-Carbonsäuregruppe der geeigneten 3- (Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäure der Struktur (9) wieder verestert, und man erhält den entsprechende 3-(Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäureester der Struktur (11).
Zum Beispiel wird die geeignete 3-(Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäure der Struktur (9) mit einer sauren Lösung des gewünschten Alkohols umgesetzt. Die Reakanten werden normalerweise über einen Zeitraum von 2 - 24 Stunden unter Rückfluß gekocht. Der 3-(Phosphonoacetvl)piperidin-2-carbonsäureester der Struktur (11) wird durch auf dem Fachgebiet bekannte Extraktionsverfahren aus der Reaktionszone gewonnen. Er kann durch Chromatographie gereinigt werden.
In einer anderen Ausführungsform kann die geeignete 3-(Phosphonoacetyl)piperidin- 2-carbonsäure der Struktur (9) mit einer Verbindung der Formel R&sub2;Br, in der R&sub2; der gewünschte R&sub2;-Substituent ist, umgesetzt werden. Die Reakanten werden normalerweise in Dimethylformamid in Gegenwart einer Base, wie Dicyclohexylamin, umgesetzt. Der 3- Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäureester der Struktur (11) wird durch auf dem Fachgebiet bekannte Extraktionsverfahren aus der Reaktionszone gewonnen. Er kann durch Chromatographie gereinigt werden. Andere geeignete Veresterungsverfahren können ebenfalls verwendet werden.
Eine der Schutzgruppen des Phosphonatesters, dargestellt durch R&sub1;', wird entfernt, und abhängig von der Art und Weise, in der die Schutzgruppenabspaltungsreaktion durchgeführt wird, kann die andere, durch R&sub1;' dargestellte Schutzgruppe ebenfalls entfernt werden.
Im zusätzlich möglichen Schritt h&sub2; wird eine der Phosphonatestergruppen der geeigneten 3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäure der Struktur (10) hydrolysiert, und man erhält die entsprechende 3-[(Monoalkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäure der Struktur (12).
Zum Beispiel wird die geeignete 3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2- carbonsäure der Struktur (10) normalerweise mit einer 2 bis 5 molaren Salzsäurelösung umgesetzt. Die Reakanten werden normalerweise in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis Rücldluß über einen Zeitraum von 1 bis 18 Stunden zusammen gerührt. Die 3-[(Monoalkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäure der Struktur (12) wird durch auf dem Fachgebiet bekannte Techniken, wie Fällung als ihre freie Base mit Propylenoxid, aus dem Reaktionsmedium gewonnen. Sie kann danach durch Umkristallisieren aus einem Losungsmittelsystem, wie zum Beispiel Ethanol/Isopropanol, gereinigt werden.
Im zusätzlich möglichen Schritt i wird die verbliebene Phosphonatestergruppe der geeigneten 3-[(Monoalkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäure der Struktur (12) hydrolysiert, und man erhält die entsprechende 3-(Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäure der Struktur (9).
Zum Beispiel wird die geeignete 3-[(Monoalkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2carbonsäure der Struktur (12) normalerweise mit einer 3 bis 6 molaren Salzsäurelösung umgesetzt. Die Reakanten werden normalerweise in einem Temperaturbereich von 60ºC bis Rückfluß über einen Zeitraum von 1 bis 30 Stunden zusammen gertilirt. Die 3- (Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäure der Struktur (9) wird durch auf dem Fachgebiet bekannte Techniken, wie Fällung als ihre freie Base mit Propylenoxid, aus dem Reaktionsmedium gewonnen. Sie kann danach durch Umkristallisieren aus einem Lösungsmittelsystem, wie zum Beispiel Ethanol/Isopopanol, gereinigt werden.
In einer anderen Ausführungsform können alle 4 Schutzgruppen (d.h. Pg, R&sub2;" und beide R&sub1;'-Reste) durch Kombination von Schritt f und Schritt g&sub1; und Unterwertung des N- geschützten 3-[(Dilkoxyphosphoryl)acetyljpiperidin-2-carbonsäurebenzyl- oder C&sub1;-C&sub4;- alkylesters der Struktur (7) unter eine stark saure Hydrolyse entfernt werden. Dies kann durch Umsetzung des geeigneten N-geschützten-3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidih-2carbonsäurebenzyl- oder C&sub1;-C&sub4;-alkylesters der Struktur (7) mit einer 6 molaren Lösung einer Mineralsäure, wie HCl über einen Zeitraum von 18 bis 24 Stunden in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis Rückfluß erreicht werden. Die 3- (Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäure der Struktur (9) kann durch auf dem Fachgebiet bekannte Techniken, wie Fällung als ihre freie Base mit Propylenoxid, aus der Reaktionszone gewonnen werden. Sie kann dann durch Umkristallisieren aus einem Lösungsmittelsystem, wie zum Beispiel Ethanol/Isopanol, gereinigt werden.
Außerdem können, wenn die 2-Carbonsäureestergruppe des geeigneten 3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäurebenzyl- oder C&sub1;-C&sub4;-alkylesters der Struktur (8) eine Benzyl- oder t-Butylgruppe ist, beide Phosphonatestergruppen entfernt werden, und man erhält den 3-(Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäurebenzyl- oder t- butylester der Struktur (11).
Zum Beispiel wird der geeignete 3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2- carbonsäurebenzyl- oder t-butylester der Struktur (8) mit einem molaren Überschuß an Trimethylsilylbromid oder Trimethylsilyliodid umgesetzt. Die Reakanten werden normalerweise in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Methylenchlorid oder Acetonitril, umgesetzt. Die Reakanten werden normalerweise bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von 4 - 24 Stunden zusammen gerürt. Der 3-(Phosphonoacetyl)piperidin-2- carbonsäurebenzyl- oder t-butylester der Struktur (11) wird durch auf dem Fachgebiet bekannte Techniken, wie Fällung als ihre freie Base mit Propylenoxid, aus der Reaktionszone gewonnen. Er kann danach durch Unkristallisieren aus einem Lösungsmittelsystem, wie zum Beispiel Ethanol/Isopopanol, gereinigt werden.
Das geeignete Ausgangsmaterial für die Reduktion in Schritt a ist ein Pyridin-2,3- dicarbonsäurederivat der Struktur (1), in dem R&sub3; derselbe Substituent ist, der im Endprodukt gewünscht ist. Ausgangsmaterialien zur Verwendung in Schema A sind für den Durchschnittsfachmann leicht zugänglich. Zum Beispiel sind bestimmte Pyridin-2,3- dicarbonsäurederivate in J. Med. Chem. 10 (1974) 1065 beschrieben, und bestimmte Phosphonatester der Struktur (5) sind in Tetrahedron Letters 22 (1976) 2829-31 beschrieben.
Das folgende Beispiel zeigt typische Synthesen, wie sie in Schema A beschrieben sind. Dieses Beispiel ist rein erläuternd und dient nicht dazu, den Umfang der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken. Wie hier verwendet, haben die folgenden Begriffe die angezeigten Bedeutungen: "g" bedeutet Gramm; "mmol" bedeutet Millimole; "ml" bedeutet Mimliter; "Sp." bedeutet Siedepunkt; "Schmp." bedeutet Schmelzpunkt; "ºC" bedeutet Grad Celsius; "mm Hg" bedeutet Millimeter Quecksilbersäule; "µl" bedeutet Mikroliter; "µg" bedeutet Mikrogramm und "µM" bedeutet mikromolar. Beispiel 1 3-(Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäure

Schritt a: Piperidin-2,3-dicarbonsäure

Löse Pyridin-2,3-dicarbonsäure (20 g, 120 mmol) in 0,5 N wäßrigem Natriumhydroxid (900 ml). Gebe Nickel/Aluminipulver (45 g) portionsweise über 3 Stunden zu. Rühre 4 Tage, filtriere den Katalysator ab, und man erhält die Titelverbindung in klarer Lösung. Das erhaltene freie Amin wird nicht isoliert.

Schritt b: N-Carbobenzoxypiperidin-2,3-dicarbonsäure

Gebe Chlorameisensäurebenzylester (20 ml, 167 mmmol) zusammen mit Dioxan (200 ml) zu der vorstehenden Lösung von Piperidin-2,3-dicarbonsäure (120 mmol). Rühre über Nacht und saure nnt 6 N Salzsäure auf einen pH-Wert von 1 an. Extrahiere mit Methylenchlorid (400 ml) gefolgt von Essigsäureethylester (200 ml). Vereinige die organischen Phasen und trockne (MgSO&sub4;). Verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält ein klares Öl (35,9 g, 98%). Kristallisiere um (Chloroform), und man erhält die Titelverbindung als einen weißen Feststoff vorwiegend als trans-D,L-Verbindungen (10,9 g). Dampfe den Rückstand ein, und man erhält die Titelverbindung als einen weißen halbfesten Stoff als etwa 2:1 cisltrans-Gemisch von Diastereomeren.
1H-NMR (300MHz, d&sub6;DMSO) ppm 12.9 (bs), 7.35 (m), 5.2 (m), 4.5 (s), 3.9 (d), 2.6 (s), 3.4 (m), 3.15 (s), 3.1 (m), 2.8 (m), 2.6 (m), 2.1 (m), 1.9 (m), 1.6 (m), 1.45 (m).

Schritt c: N-Carbobenzoxypiperidin-2,3-dicarbonsäureanhydrid

Löse das 2:1 cis/trans-Gemisch der N-Carbobenzoxypiperidin-2,3-dicarbonsäure- Diastereomeren (20 g) in Essigsäureanhydrid (500 ml) und rühre über Nacht unter einer trockenen Stickstoffatmosphäre. Destilliere das Essigsäureanhydrid unter vermindertem Druck ab, und die Titelverbindung bleibt als ein rotes Glas (11,1 g, 59%) zurück.
¹H-NMR (90MHZ, CDCl&sub3;) ppm 7.3 (s), 5.4 (m), 5.2 (s), 4.0 (m), 3.1 (m), 2.9 (m), 2.2 (m). 1.7 (m).

Schritt d: N-Carbobenzoxy-3-1-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäure

Löse Diethylmethanphosphonat (5,5 g, 36,4 mmol) in wassertreiem Tetrahydrofuran (150 ml) und bringe unter eine trockene Stickstoffatmosphäre. Kühle auf -78ºC ab und gebe n- Butyllithlum (14,0 ml einer 2,6 M Lösung, 36,4 mmol) zu. Rühre 10 Minuten.und gebe schnell eine auf -60ºC vorgekühlte Lösung von N-Carbobenzoxypiperidin-2,3- dicarbonsäureanhydrid (11 g, 3,8 mmol) in wassertreiem Tetrahydrofuran (150 ml) zu. Rühre 2 Stunden bei -78ºC und lasse innerhalb von 1 - 1/2 Stunden auf -20ºC erwärmen. Schütte das Reaktionsgemisch in 1,0 N Salzsäure (1 - 1/2 1) und extrahiere mit Methylenchlorid (2 x 500 ml). Vereinige die organischen Phasen, trockne (MgSO&sub4;) und verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält die Titelverbindung.

Schritt e: N-Carbobenzoxy-3-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2- carbonsäurebenzylester

Löse N-Carbobenzoxy-3-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäure (36,4 mmol) in Dimethylformamid (200 ml) und bringe unter eine Stickstoffatmosphäre. Gebe Benzylbromid (10,5 ml, 81 mmol) und Dicyclohexylamin (16,2 ml, 89 mmol) zu und erhitze auf 65ºC. Lasse langsam auf Raumtemperatur abkühlen und filtriere. Schütte das Filtrat in Wasser (1 - 1/2 1) und extrahiere mit Essigsäureethylester (2 x 500 ml). Vereinige die organischen Phasen und trockne (MgSO&sub4;). Verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält ein braunes Öl. Reinige durch Flash-Chromatographie (Essigsäureethylester), und man erhält die Titelverbindung als ein gelbes Öl (3,6g, 19%).

Schritt f: 3-(Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäure

Mische N-Carbobenzoxy-3-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäurebenzylester (3,6 g) und 6 N Salzsäure (400 ml) und koche 24 Stunden unter Rückfluß. Kondensiere mit einem Stickstoffstrom und löse den Rückstand in einem Gemisch aus absolutem Ethanol (75 ml) und Isopropanol (75 ml). Filtriere und gebe Propylenoxid zu, bis sich ein weißer Niederschlag bildet. Filtriere den Niederschlag, wasche mit Isopropanol und trockne, und man erhält die Titelverbindung als ein weißes Pulver (1,55 g, 91%).
MS (FAB/Glycerin) 252 (M + H).
¹H-NMR(300MHZ,D&sub2;O) ppm 4.6 (m), 4.4 (m), 4.3 (m), 4.15 (d), 4.05 (d), 3.85 (m), 3.75 (d), 3.7 (d), 3.65 (q), 3.45 (Zn), 3.4 (m), 3.1 (m), 3.05 (d), 3.0 (d), 2.85 (d), 2.45 (m)
2.4 (m), 2.2 (m), 2.1 (m), 2.05 (m), 1.95 (m), 1.85 (m), 1.8 (m), 1.75 (m), 1.6 (m), 1.55 (m), 1.45 (m), 1.2 (d), 1.115 (t).
¹³C-NMR ppm 212.0, 211.9, 211.7, 174.1, 173.8, 60.3, 60.2, 59.3, 59.2, 50.7, 50.0, 46.7, 45.8, 27.2, 26.4, 25.8, 22.6, 21.0, 19.5.
³¹P-NMR (entkoppelt) ppm 12,56 und 12,42.
Elementaranalyse von C&sub8;H&sub1;&sub4;NO&sub6;P 1,5 H&sub2;O:
berechnet: C, 34,54; H, 6,07; N, 5,11;
gefunden: C, 34,76; H, 5,58; N, 4,69.
Die gesättigten Piperidinverbindungen der Formel I, in denen M ein 0-Atom ist und R&sub5; ein Wasserstoffatom darstellt, können in ihre Diastereomerenpaare aufgetrennt werden, wie in Schema B gezeigt ist. In Schema B sind alle Substituenten, wenn nicht anders angezeigt, wie vorstehend definiert. Schema B TRENNUNG
Schema B liefert ein allgemeines Syntheseverfahren zur Herstellung der getrennten Diastereomerenpaare der gesättigten Piperidinverbindungen der Formel I, in denen M ein Sauerstoffatom darstellt und R&sub5; ein Wasserstoffatom ist.
Zum Beispiel wird das geeignete 3-[(funktionalisiertes-Phosphoryl)acetyl]piperidin-2- carbonsäurederivat der Struktur (13) mittels Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC) in das entsprechende d,l-trans-3-[(funktionalisiertes-Phosphoryl)acetyl]piperidin-2- carbonsäurederivat der Struktur (14a) und das entsprechende d,l-cis-3-[(funktionalisiertes- Phosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäurederivat der Struktur (14b) getrennt.
Das geeignete Ausgangsmaterial für die Trennung ist eine Verbindung der Formel I, wie sie in Struktur (13) abgebildet ist, in der R&sub3;, R&sub1; und R&sub2; dieselben Substituenten darstellen, wie sie im Endprodukt erwünscht sind.
Das folgende Beispiel zeigt typische Synthesen, wie sie in Schema B beschrieben sind. Dieses Beispiel soll als rein erläuternd verstanden werden und dient nicht dazu, den Umfang der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken.

Beispiel 2

d.l-trans-3-(Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäure und d.l-cis-3-(Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäure

Die chromatographischen Bedingungen für die Trennung von d,l-trans-3- (Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäure und d,l-cis-3-(Phosphonoacetyl)piperidin-2- carbonsäure sind im folgenden angegeben:
Säule: 10-µm Whatman Partisil SAX (250 x 4,6 nm).
Mobile Phase: 10/90 (VIV) Acetonitril/Wasser, 0,025 M an Salzsäure.
Durchflußrate: 1 ml/min.
Detektion: λ = 210 nm.
Injektion: 2 ml einer wäßrigen Lösung mit 1 mg/ml.
Sammle die den Diastereomeren entsprechenden Fraktionen unter Verwendung von nach dem Detektor angeordneten Schaltventilen. Diese Ventile werden vom HPLC-System gesteuert. Durch Gefriertrocknen der gesammelten Fraktionen erhält man die getrennten Titelverbindungen.

d.l-trans-3-(Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäure

¹H-NMR (300MHz, NaOD) ppm 3.16 (d, J=9.9), 3.10 (m), 3.04 (m), .98 Cm), 2.78 (m), 2.55 (t, J=12.1), 2.14 (dm, J=12.4), 1.68 (dm, J=12.3), 1.56 (qm, J=12.4), 1.46 (m).

d.l-cis-3-(Phosphonoacetyl)piperidin-2-carbonsäure

¹H-NMR (300MHz, D&sub2;O) ppm 3.78 (d, 1), 3.69 (m, 1), 3.38 (m, 1), 3.22-2.93 (m, 3), 2.32 (m, 1), 1.95 (m, 1), 1.79 (m, 1), 1.52 (m, 1).
Diejenigen gesättigten Piperidinverbindungen der Formel I, in denen M entweder ein Oximoder ein Hydrazonderivat darstellt und R&sub5; ein Wasserstoffatom ist, können ebenfalls unter Verwendung von auf dem Fachgebiet bekannten Techniken hergestellt werden. Ein Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen wird nachstehend in Schema C offenbart. In Schema C sind alle Substituenten, wenn nicht anders gekennzeichnet, wie vorstehend definiert. KONDENSATION Schritt TRENNUNG zusätzlich möglicher Schritt
M' = -N-O-R&sub4; oder -N-NH-R&sub4;
Schema C liefert ein allgemeines Syntheseverfahren zur Herstellung der gesattigten Piperidinverbindungen der Formel I, in denen M ein Oxim- oder ein Hydrazonderivat darstellt und R&sub5; ein Wasserstoffatom ist.
In Schritt a wird eine Kondensationsreaktion zwischen dem geeigneten 3- [(funtttionalisiertes-Phosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäurederivat der Struktur (13), in dem R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; dieselben Substituenten darstellen, wie im Endprodukt erwünscht sind, und in dem M ein Sauerstoffatom ist, wie abgebildet ist, und einem der Oxime oder Hydrazone der Struktur (15), die dem M-Substituenten entsprechen, der im Endprodukt gewünscht wird. Die Kondensationsreaktion kann unter Verwendung von auf dem Fachgebiet bekannten Techniken durchgeführt werden. Normalerweise werden etwa gleiche Mengen der Verbindung der Formel I und des Oxims oder Hydrazons der Struktur (15) in einer gepufferten Lösung umgesetzt. Natriumacetat ist ein geeigneter Puffer. Die Reaktion wird normalerweise in einem Temperaturbereich von 25 bis 80ºC über einen Zeitraum von 1 bis 24 h durchgefhhrt. Das gewünschte 3-[1-Imino-2-phosphonoethyl]piperidin-2- carbonsäurederivat der Struktur (16) kann dann aus der Reaktion gewonnen und entweder durch Gelfiltration oder Ionenaustauschchromatographie gereinigt werden.
Im zusätzlich möglichen Schritt b werden die Diastereomerenpaare des geeigneten 3- [1-Imino-2-phosphonoethyl]piperidin-2-carbonsäurederivats der Struktur (16), wie vorstehend in Schema B beschrieben, in das entsprechende d,l-trans-3-(1-Imino-2- phosphonoethyl]piperidin-2-carbonsäurederivat der Strilkur (1 7a) und das entsprechende d,l-cis-3-[1-Imino-2-phosphonoethyl]piperidin-2-carbonsäurederivat der Struktur (17b) getrennt.
Ausgangsmaterialien zur Verwendung in Schema C sind für den Durchschnittsfachmann leicht zugänglich.
Eine Synthese der enantiomerenreinen 2(R)-, 3(S)-gesättigten Piperidinverbindungen der Formel I, in denen R&sub5; ein Wasserstoffatom ist, ist in Schema D beschrieben. In Schema D sind alle Substituenten, wenn nicht anders gekennzeichnet, wie vorstehend definiert. Schema D SCHUTZ REDUKTION Schritt TRENNUNG KUPPLUNG Fortsetzung Schema D SCHUTZGRUPPEN-ABSPALTUNG Schritt
R&sub2;" = -CH&sub3;- oder CH&sub2;CH&sub3;-Gruppe R&sub1;' = C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest oder CF&sub3;-Gruppe
Schema D liefert ein alternatives Syntheseschema zur Herstellung der enantiomerenreinen gesättigten 2(R)-, 3(S)-Piperidinverbindungen der Formel I, in denen R&sub5; ein Wasserstoffatom ist.
In Schritt a wird das geeignete Pyridin-2,3-dicarbonsäurederivat der Struktur (I) geschützt, und man erhält das entsprechende Pyridin-2,3-dicarbonsäurediesterderivat der Struktur (18).
Zum Beispiel wird das geeignete Pyridin-2,3-dicarbonsäurederivat der Struktur (1) mit einem molaren Überschuß der geeigneten alkoholischen Salzsäure umgesetzt. Die Reakanten werden normalerweise über einen Zeitraum von 2 - 24 Stunden und in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis Rückfluß zusammen gerührt. Das Pyridin-2,3- dicarbonsäurediesterderivat der Struktur (18) wird durch Verdampfen des Lösungsmittels aus der Reaktionszone gewonnen.
In Schritt b wird das geeignete Pyridin-2,3-dicarbonsäurediesterderivat der Struktur (18) zum entsprechenden d,l-cis-Piperidin-2,3-dicarbonsäurediesterderivat der Struktur (19) reduziert.
Zum Beispiel wird das geeignete Pyridin-2,3-dicarbonsäurediesterderivat der Struktur (18) mit einem geeigneten Reduktionsmittel, wie Palladiumhydroxid in Gegenwart von Wasserstoff umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Methanol, umgesetzt. Die Reakanten werden normalerweise bei einem Druck von 45 - 50 psi über einen Zeitraum von 6 Stunden bis 5 Tagen und in einem Temperaturbereich von 20 - 38ºC zusammen geschüttelt. Das d,l-cis- Piperidin-2,3-dicarbonsäurediesterderivat der Struktur (19) wird durch Verdampfen des Lösungsmittels aus der Reaktionszone gewonnen.
In Schrill c wird das geeignete d,l-cis-Piperidin-2,3-dicarbonsäurediesterderivat der Struktur (19) mittels enzymatischer Hydrolyse in das entsprechende enantiomerenreine Piperidin-2(R) ,3(S)-dicarbonsäurediesterderivat der Struktur (20a) und Piperidin-2(S)carbonsäure-3(R)-carbonsäuremonoesterderivat der Struktur (20b) aufgetrennt.
Zum Beispiel wird das geeignete d,l-cis-Piperidin-2,3-dicarbonsäurediesterderivat der Struktur (19) mit einem molaren Überschuß einer geeigneten Esterase, wie Schweineleberesterase, umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise in einem geeigneten gepufferten Lösungsmittelsystem, wie Phosphatpuffer mit pH 7,4, umgesetzt. Die Reakanten werden normalerweise bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von 10 - 48 Stunden zusammen gerührt. Das enantiomerenreine Piperidin-2(R),3(S)- dicarbonsäurediesterderlvat der Struktur (20a) wird durch Extraktionsverfahren, wie auf dem Fachgebiet bekannt, aus dem Reaktionsgemisch gewonnen und das enantiomerenreme Piperidin-2(S)-carbonsäure-3(R)-carbonsäuremonoesterderivat der Strukwr (20b) kann durch Ionenaustauschchromatographie aus der Reaktionszone gewonnen werden.
In Schritt d wird das geeignete Piperidin-2(R),3(S)-dicarbonsäurediesterderivat der Struktur (20a) geschützt, und man erhält das entsprechende N-geschützte-Piperidin-2(R),3(S)-dicarbonsäurediesterderivat der Struktur (21), wie vorstehend in Schema A, Schritt b beschrieben.
In Schritt e wird das geeignete N-geschützte-Piperidin-2(R),3(S)- dicarbonsäurediesterderivat der Struktur (21) mit einem geeigneten Phosphonatester der Struktur (5) zum entsprechenen N-geschützten-3(S)-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin- 2(R)-carbonsäureester der Struktur (22) gekuppelt, wie vorstehend in Schema A, Schritt d beschrieben.
In Schritt f wird die N-Schutzgruppe des geeigneten N-geschützten-3(S)- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)-carbonsäurecsters der Struktur (22) entfernt, und man erhält den entsprechenden 3(S)-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)- carbonsäureester der Struktur (23a), wie vorstehend in Schema A, Schritt f beschrieben.
Der geeignete 3(S)-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)-carbonsäureester der Struktur (23a) kann weiter funktionalisiert werden, wie vorstehend in Schema A, Schritte g&sub1; - i beschrieben.
Die geeigneten, wie sie im vorstehenden Schema D beschrieben, hergestellten 3(S)- [(funktionalisiertes-Phosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)-carbonsäurederivate der Formel I können ebenfalls weiter zu den entsprechenden 3(S)-[1-Imino-2-phosphonoethyl]piperidin-2(R)-carbonsäurederivaten der Formel I funktionalisiert werden, wie vorstehend in Schema C, Schritt a beschrieben.
Ausgangsmaterialien zur Verwendung in Schema D sind für den Durchschnittsfachmann leicht zugänglich.
Die folgenden Beispiele zeigen typische Synthesen, wie/sie in Schema D beschrieben sind. Diese Beispiele müssen als rein erläuternd verstanden werden und dienen nicht dazu, den Umfang der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken.

Beispiel3

3(S)-[(Diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)-carbonsäuremethylester

Schritt a: Pyridin-2,3-dicarbonsäuredimethylester

Löse Pyridin-2,3-dicarbonsäure (100 g) in Methanol (1,25 l). Leite HCl-Gas ein, bis eine Lösung erhalten wird. Koche über Nacht unter Rückfluß, verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck und neutralisiere mit gesättigtem wäßrigen Natriumhydrogencarbonat in Essigsäureethylester. Trenne die organische Phase ab, trockne (MgSO&sub4;) und verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält die Titelverbindung als einen weißen Feststoff (96,1 g)
¹H-NMR(90MHz, CDCl&sub3;) ppm 8.6 (m, 1), 8.05 (m, 1), 7.4 (m, 1), 3.9 (s, 3), 3.8 (s, 3).

Schritt b: d,l-cis-Piperidin-2,3-dicarbonsäuredimethylester

Löse Pyridin-2,3-dicarbonsäuredimethylester (19 g) in Methanol (500 ml) und behandle mit 20% Palladiumhydroxid/Kohlenstoff (1,5 g). Bringe an eine Paar-Hydrierapparatur an und hydriere 6 Stunden bei 50 psi. Filtriere und verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält die Titelverbindung (14 g).
1H-NMR (300MHz, CDCl&sub3;) ppm 3.76 (S, 3), 3.70 (s, 3), 3.66 (d, 1), 3.06 (m, 1), 2.99 (m, 1), 2.7 (m, 1), 2.24-2.1 (m, 2), 1.79 (m, 1), 1.5 (m, 2).

Schritt c: Piperidin-2(R),3(S)-dicarbonsäuredimethylester und Piperidin-2(S)-carbonsäure- 3(R)-carbonsäuremonomethylester

Löse d,l-cis-Piperidin-2,3-dicarbonsäuredimethylester (75 mg) in Phosphatpuffer mit pH 7,4 (1,5 ml) und schüttle 24 Stunden in Gegenwart von Schweineleberesterase. Dampfe zu einem Rückstand ein, rühre mit Essigsäureethylester und filtriere. Verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält die Dimethylester- Titelverbindung.
In einer anderen Ausführungsform, extrahiere den Rückstand mit Wasser und reinige durch Ionenaustauschchromatographie, und man erhält die Monoester-Titelverbindung.

Schritt d: N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-2(R),3(S)-dicarbonsäuredimethylester

Löse Piperidin-2(R),3(S)-dicarbonsäuredimethylester (5,0 g, 24,8 mmol) und Diisopropylethylamin (3,5 g, 41,8 mmol) in Acetonitril (90 ml) und gebe 4 Å- Molekularsieb dazu. Gebe Phenylfluorenylbromid (8,8 g, 27,3 mmol) und Bleinitrat (8,2 g, 24,8 mmol) zu. Rühre über Nacht bei Raumtemperatur unter einer Argonatmosphäre. Gebe Methylenchlorid (150 ml) zu und filtriere durch Celite. Wasche das Filtrat mit gesättigter wäßriger Natriumhydrogencarbonat- (2 x) und gesättigter Natriumchloridlösung. Trockne (MgSO&sub4;), verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck und kristallisiere um (Methylenchlorid/Hexan), und man erhält die Titelverbindung.

Schritt e: N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)- carbonsäuremethylester

Löse Methanphosphonsäurediethylester (2,28 g, 15 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (10 ml), kühle auf -78ºC ab und bringe unter eine Argonatmosphäre. Gebe tropfenweise n- Butyllitmum (8 ml einer 1,6 M Lösung, 15 mmol) zu. Rühre 20 Minuten bei -78ºC und gebe eine Lösung von N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-2(R),3(S)-dicarbonsäuredimethylester (2,21 g, 5 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (5 ml) zu. Rühre 1/2 Stunde bei -78ºC, quenche mit Essigsäure (2 ml) und erwärme auf Raumtemperatur. Quenche mit Wasser (50 ml) und extrahiere mit Essigsäureethylester (100 ml). Verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck zu einem Rückstand. Reinige durch Kieselgelchromatographie, und man erhält die Titelverbindung.

Schritt f: 3(S)-[(Diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)-carbonsäuremethylester

Löse N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)- carbonsäuremethylester (1 g) in Acetonitril (7 ml) und Wasser (1 ml). Kühle auf 0ºC ab und gebe tropfenweise Trifluoressigsäure (7 ml) zu. Rühre eine Stunde bei 0ºC und erwärine dann innerhalb von 1 Stunde auf Raumtemperatur. Extrahiere mit Essigsäureethylester (10 x 100 ml) und verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält die Titelverbindung.

Beispiel 4

3(S)-[(Diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin4-methyl-2(R)-carbonsäuremethylester und 3(R)-[(Diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-4-methyl-2(S)-carbonsäuremethylester

Schritt a: Pyridin-4-methyl-2,3-dicarbonsäuredimethylester

Löse Pyridin-4-methyl-2,3-dicarbonsäure (100 g) in Methanol (1,25 1). Leite HCL-Gas ein, bis eine Lösung erhalten wird. Koche über Nacht unter Rückfluß, verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck und neutralisiere mit gesättigtem wäßrigem Natriumhydrogencarbonat in Essigsäureethylester. Trenne die organische Phase ab, trockne (MgSO&sub4;) und verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält die Titelverbindung.

Schritt b: d,l-cis-Piperidin-4-methyl-2,3-dicarbonsäuredimethylester

Löse Pyridin-4-methyl-2,3-dicarbonsäuredimethylester (19 g) in Methanol (500 ml) und behandle mit 20% Palladiumhydroxid/Kohlenstoff (1,5 g). Bringe in eine Paar- Hydrierapparatur und hydriere 6 Stunden bei 50 psi. Filtriere und verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält die Titelverbindung.

Schritt c: Piperidin-4-methyl-2(R),3(S)-dicarbonsäuredimethylester und Piperidin-4-methyl- 2(R)-carbonsäure-3(S)-carbonsäuremonomethylester und Piperidin-4-methyl-2(S),3(R)- dicarbonsäuredimethylester und Piperidin-4-methyl-2(S)-carbonsäure-3(R)- carbonsäuremonomethylester

Löse d,l-cis-Piperidin-4-methyl-2,3-dicarbonsäuredimethylester (75 mg) in Phosphatpuffer mit pH 7,4 (1,5 ml) und schüttle 24 Stunden in Gegenwart von Schweineleberesterase. Dampfe zu einem Rückstand ein, rühre mit Essigsäureethylester und filtriere. Verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält die Diester- Titelverbindungen.
In einer anderen Ausführungsform, extrahiere den Rückstand mit Wasser und reinige durch Ionenaustauschchromatographie, und man erhält die Monoester-Titelverbindungen.

Schritt d: N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-4-methyl-2(R),3(S)-dicarbonsäuredimethylester und N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-4-methyl-2(S),3(R)-dicarbonsäuredimethylester

Löse das Gemisch aus Piperidin-4-methyl-2(R),3(S)-dicarbonsäuredimethylester und Piperidin-4-methyl-2(S),3(R)-dicarbonsäuredimethylester (5,33 g, 24,8 mmol) und Diisopropylethylamin (3,5 g, 41,8 mmol) in Acetonitril (90 ml). Gebe Phenylfluorenylbromid (8,8 g, 27,3 mmol) und Bleinitrat (8,2 g, 24,8 mmol) zu. Rühre über Nacht bei Raumtemperatur unter einer Argonatmosphäre. Gebe Methylenchlorid (150 ml) zu und filtriere durch Celite. Wasche das Filtrat mit gesattigter wäßriger Natriumhydrogencarbonat- (2 x) und gesättigter Natriumchloridlösung. Trockne (MgSO&sub4;), verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck und reinige durch Kieselgelchromatographie, und man erhält die Titelverbindung.

Schritt : N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-4-methyl-2(R)- carbonsäuremethylester und N-(9-Phenylfluorenyl)-3(R)- [(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-4-methyl-2(S)-carbonsäuremethylester

Löse Methanphosphonsäurediethylester (2,28 g, 15 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofliran (10 ml), kühle auf -78ºC ab und bringe unter eine Argonatmosphäre. Gebe tropfenweise n- Butyllithium (8 ml einer 1,6 M Lösung, 15 mmol) zu. Rühre 20 Minuten bei -78ºC und gebe eine Lösung des Gemisches von N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-4-methyl-2(R),3(S)- dicarbonsäuredimethylester und N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-4-methyl-2(S),3(R)- dicarbonsäuredimethylester (2,35 g, 5 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (5 ml) zu. Rühre 1/2 Stunde bei -78ºC, quenche mit Essigsäure (2 ml) und erwärme auf Raumtemperatur. Quenche mit Wasser (50 ml) und extrahiere mit Essigsäureethylester (100 ml). Verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck zu einem Rückstand. Reinige durch Kieselgelchromatographie, und man erhält die Titelverbindung. Schritt f: 3(S)-[(Diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-4-methyl-2(R)-carbonsäuremethylester und 3(R)-[(Diethoxyphoshoryl)acetyl]piperidin-4-methyl-2(S)-carbonsäuremethylester
Löse das Gemisch aus N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-4- methyl-2(R)-carbonsäuremethylester und N-(9-Phenylfluorenyl)-3(R)- [(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-4-methyl-2(S)-carbonsäuremethylester (1 g) in Acetonitril (7 ml) und Wasser (1 ml). Kühle auf 0ºC ab und gebe tropfenweise Trifluoressigsäure (7 ml) zu. Rühre eine Stunde bei 0ºC und erwärme dann innerhalb von 1 Stunde auf Raumtemperatur. Extrahiere mit Essigsäureethylester (10 x 100 ml) und verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält die Titelverbindung.

Beispiel 5

3(S)-(Phosphonoacetyl)piperidin-4-methyl-2(R)-carbonsäure und 3(R)- (Phosphonoacetyl)piperidin-4-methyl-2(S)-carbonsäure

Löse das Gemisch aus 3(S)-[(Diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-4-methyl-2(R)- carbonsäuremethylester und 3(R)-[(Diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-4-methyl-2(S)- carbonsäuremethylester (3 g) in Acetonitril (20 ml) und Methylenchlorid (20 ml). Gebe Trimethylsilyliodid (3,5 ml, 24 mmol) zu und rühre 5 Stunden. Schütte in Wasser (250 ml) und wasche mit Toluol (3 x 250 ml). Gefriertrockne die wäßrige Phase zu einem festen Rückstand. Nimm den festen Rückstand in Methanol (10 ml) und Isopropanol (5 ml) auf. Gebe Propylenoxid (2 ml) zu und rühre eine Stunde. Filtriere, und man erhält die Titelverbindung.

Beispiel 6

3(S)-[(Diethoxyphosphoryl)acetyl]piperdin-5-methyl-2(R)-carbonsäuremethylester

Schritt a: Pyridin-5-methyl-2,3-dicarbonsäuredimethylester

Löse Pyridin-5-methyl-2,3-dicarbonsäure (100 g) in Methanol (1,25 l). Leite HCI-Gas ein, bis eine Lösung erhalten wird. Koche über Nacht unter Rückfluß, verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck und neutralisiere mit gesättigtem wäßrigen Natriumhydrogencarbonat in Essigsäureethylester. Trenne die organische Phase ab, trockne (MgSO&sub4;) und verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält die Titelverbindung.

Schritt b: d,l-cis-Piperidin-5-methyl-2,3-dicarbonsäuredimethylester

Löse Pyridin-5-methyl-2,3-dicarbonsäuredimethylester (19 g) in Methanol (500 ml) und behandle mit 20% Palladiumhydroxidlkohlenstoff (1,5 g). Bringe in eine Paar- Hydrierapparatur und hydriere 6 Stunden bei 50 psi. Filtriere und verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält die Titelverbindung.

Schritt c: Piperidin-5-methyl-2(R),3(S)-dicarbonsäuredimethylester und Piperidin-5-methyl- 2(R)-carbonsäure-3(S)-carbonsäuremonomethylester

Löse d,l-cis-Piperidin-5-methyl-2,3-diearbonsäuredimethylester (75 mg) in Phosphatpuffer mit pH 7,4 (1,5 ml) und schüttle 24 Stunden in Gegenwart von Schweineleberesterase. Dampfe zu einem Rückstand ein, rühre mit Essigsäureethylester und filtriere. Verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält die Titelverbindung.
In einer anderen Ausführungsform, extrahiere den Rückstand mit Wasser und reinige durch Ionenaustauschchromatographie, und man erhält die Monoester-Titelverbindung.

Schritt d: N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-5-methyl-2(R),3(S)-dicarbonsäuredimethylester

Löse Piperidin-5-methyl-2(R),3(S)-dicarbonsäuredimethylester (5,33 g, 24,8 mmol) und Diisopropylethylamin (3,5 g, 41,8 mmol) in Acetonitril (90 ml). Gebe Phenylfluorenylbromid (8,8 g, 27,3 mmol) und Bleinitrat (8,2 g, 24,8 mmol) zu. Rühre über Nacht bei Raumtemperatur unter einer Argonatmosphäre. Gebe Methylenchlorid (150 ml) zu und filtriere durch Celite. Wasche das Filtrat mit gesattigter wäßriger Natriumhydrogencarbonat- (2 x) und gesättigter Natriumchloridlösung. Trockne (MgSO&sub4;), verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck und reinige durch Kieselgelchromatographie, und man erhält die Titelverbindung.

Schritt e: N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-5-methyl-2(R)- carbonsäuremethylester

Löse Methanphosphonsäurediethylester (2,28 g, 15 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (10 ml), kühle auf -78ºC ab und bringe unter eine Argonatmosphäre. Gebe tropfenweise n- Butyllithium (8 ml einer 1,6 M Lösung, 15 mmol) zu. Rühre 20 Minuten bei -78ºC und gebe eine Lösung von N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-5-methyl-2(R),3(S)dicarbonsäuredimethylester (2,35 g, 5 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (5 ml) zu. Rühre 1/2 Stunde bei -78ºC, quenche mit Essigsäure (2 ml) und erwärme auf Raumtemperatur. Quenche mit Wasser (50 ml) und extrahiere mit Essigsäureethylester (100 ml). Verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck zu einem Rückstand. Reinige durch Kieselgelchromatographie, und man erhält die Titelverbindung.

Schritt f: 3(S)-[(Dieoxyphosphoryl)acetyl]piperdin-5-methyl-2(R)-carbonsäuremethylester

Löse N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-5-methyl-2(R)- carbonsäuremethylester (1 g) in Acetonitril (7 ml) und Wasser (1 ml). Kühle auf 0ºC ab und gebe tropfenweise Trifluoressigsäure (7 ml) zu. Rühre 1 Stunde bei 0ºC und erwärme dann innerhalb von 1 Stunde auf Raumtemperatur. Extrahlere mit Essigsäureethylester (10 x 100 ml) und verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält die Titelverbindung.

Beispiel7

3(S)-(Phosphonoacetyl)piperidin-5-methyl-2(R)-carbonsäuremethylester

Löse 3(S)-[(Diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-5-methyl-2(R)-carbonsäuremethylester (3 g) in Acetonitril (20 ml) und Methylenchlorid (20 ml). Gebe Trimethylsilyliodid (3,5 ml, 24 mmol) zu und rühre 5 Stunden. Schütte in Wasser (250 ml) und wasche mit Toluol (3 x 250 ml). Gefriertrockne die wäßrige Phase zu einem festen Rückstand. Nimm den festen Rückstand in Methanol (10 ml) und Isopropanol (5 ml) auf. Gebe Propylenoxid (2 ml) zu und rühre eine Stunde. Filtriere und trockne, und man erhält die Titelverbindung.
Ein alternatives synthetisches Verfahren zur Herstellung der gesattigten d,l-cis- oder enantiomerenreinen 2(R),3(S)- und 2(S),3(R)-Piperidinverbindungen der Formel I, in denen R&sub5; ein Wasserstoffatom darstellt, ist in Schema E beschrieben. In Schema E sind alle Substituenten, wenn nicht anders angezeigt, wie vorstehend definiert. Schema E SCHUTZ Schritt KUPPLUNG SCHUTZGRUPPEN-ABSPALTUNG Fortsetzung Schema E TRENNUNG zusätzlich möglicher Schritt d
R&sub2;" = -CH&sub3;- oder -CH&sub2;CH&sub3;-Gruppe R&sub1;' = C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest oder CF&sub3;-Gruppe
Schema E liefert ein alternatives allgemeines Syntheseverfahren zur Herstellung der gesättigten d,l-cis- oder enantiomerenreinen 2(R),3(S)- und 2(S),3(R)- Piperidinverbindungen der Formel I, in denen R&sub5; ein Wasserstoffatom darstellt.
In Schritt a wird das geeignete d,l-cis-Piperidin-2,3-dicarbonsäurediesterderivat der strutuur (19) geschützt, und man erhält das entsprechende d,l-cis-N-geschützte-Piperidin- 2,3-dicarbonsäurediesterderivat der Struktur (24), wie vorstehend in Schema A, Schritt b beschrieben.
In Schritt b wird das geeignete d,l-cis-N-geschützte-Piperidin-2,3- dicarbonsäurediesterderivat der Struktur (24) mit dem geeigneten Phosphonatester der Struktur (5) zum entsprechenen d,l-cis-N-geschützten-3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäureester der Struktur (25) gekuppelt, wie vorstehend in Schema A, Schritt d beschrieben.
In Schritt c wird die Schutzgruppe des geeigneten d,l-cis-N-gescbützten-3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2carbonsäureesters der Struktur (25) entfernt, und man erhält den entsprechenden d,l-cis-3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2- carbonsäureester der Struktur (26), wie vorstehend in Schema A, Schritt f beschrieben.
Im zusätzlich möglichen Schritt d wird der geeignete d,l-cis-3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäureester der Struktur (26) in die entsprechende 3(S)-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)-carbonsäure der Struktur (27) und den 3(R)-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(S)-carbonsäureester der Struktur (23b) aufgetrennt, wie vorstehend in Schema D, Schritt c beschrieben.
Die geeignete 3(S)-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)-carbonsäure der Struktur (27) kann weiter funktionalisiert werden, wie vorstehend in Schema A, Schritt g&sub1; und Schritte h&sub1; - i beschrieben.
Der geeignete 3(R)-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(S)-carbonsäureester der Struktur (23b) kann weiter flinktionalisiert werden, wie vorstehend in Schema A, Schritte g&sub1; - i beschrieben.
Die geeigneten, wie im vorstehenden Schema E beschrieben, hergestellten d,l-cis-3- [(funktionalisiertes-Phosphoryl)acetvl]piperidin-2-carbonsäurederivate, 3-(S)- [(funktionalisiertes-Phosphoryl)acelyl]piperidin-2(R)-carbonsäurederivate und 3(R)- [(fünktionalisiertes-Phosphoryl)acetyl]piperidin-2(S)-carbonsäurederivate der Formel I können ebenfalls weiter in die entsprechenden d,l-cis-3-(1-Imino-2- phosphonoethyl]piperidin-2-carbonsäurederivate, 3(S)-(1-Imino-2-phosphonoethyl]piperidin- 2(R)-carbonsäurederivate und 3(R)-[1-Imino-2-phosphonoethyl]piperidin-2(S)- carbonsäurederivate der Formel I funktionalisiert werden, wie vorstehend in Schema C, Schritt a beschrieben.
Ausgangsmaterialien zur Verwendung in Schema E sind für den Durchschnitßfachmann leicht zugänglich.
Das folgende Beispiel zeigt typische Synthesen, wie sie in Schema D beschrieben sind. Dieses Beispiel muß als rein erläuternd verstanden werden und dient nicht dazu, den Umfang der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken.

Beispiel 8

d.l-cis-3-[(Diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäuremethylester

Schritt a: d,l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-2,3-dicarbonsäurediethylester

Löse d,l-cis-Piperidin-2,3-dicarbonsäurediethylester (5,0 g, 24,8 mmol) und Diisopropylethylamin (3,5 g, 41,8 mmol) in Acetonitril (90 ml). Gebe Phenylfluorenylbromid (8,8 g, 27,3 minol) und Bleinitrat (8,2 g, 24,8 minol) zu. Rühre über Nacht bei Raumtemperatur unter einer Argonatmosphäre. Gebe Methylenchlorid (150 ml) zu und filtriere durch Celite. Wasche das Filtrat mit gesatugter wäßriger Natriumhydrogencarbonat- (2 x) und gesatugter Natriumchloridlösung Trockne (MgSO&sub4;) und verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält 12,5 g roten Schaum. Reinige durch Kieselgelchromatographie (9:1 Hexan/Diethlether bis 7:3 Hexan/Diethylether), und man erhält die Titelverbindung als weißen Feststoff (8,7 g; Schmp. 177 177,5ºC (Hexan/Diethylether). Schritt b: d.l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl)-3-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2- carbonsäureethylester
Löse Methanphosphonsäurediethylester (2,28 g, 15 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (10 ml), kühle auf -78ºC ab und bringe unter eine Argonatmosphäre. Gebe tropfenweise n- Butyllithium (8 ml einer 1,6 M Lösung, 15 mmol) zu. Rühre 20 Minuten bei -78ºC und gebe eine Lösung von d,l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-2,3-dicarbonsäurediethylester (2,21 g, 5 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (5 ml) zu. Rühre 1/2 Stunde bei -78ºC quenche mit Essigsäure (2 ml) und erwärme auf Raumtemperatur. Quenche mit Wasser (50 ml) und extrahiere mit Essigsäureethylester (100 ml). Verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck zu einem Rückstand. Kristallisiere den Rückstand um (Essigsäureethylester), und man erhält 0,8 g eines weißen Feststoffs. Reinige durch Kieselgelchromatographie (Essigsäureethylester), und man erhält die Titelverbindung (0,5 g).
¹H-NMR (300MHz, CDCl&sub3;) ppm 7.69 (dd, 2), 7.15-7.45 (m, 9), 4.1 (m, 4), 3.78 (d, ?), 3.49 (dt, 1), 2.95-3.3 (m, 4), 2.85 (s, 3), 1.7-2.15 (m, 4), 1.3 (m, 6).

Schritt c: d,l-cis-3-[(Diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2-carbonsäureethylester

Löse d,l-ds-N-(9-Phenylfluorenyl)-3-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2- carbonsäureethylester (1 g) in Acetonitril (7 ml) und Wasser (1 ml). Kühle auf 0ºC ab und gebe tropfenweise Trifluoressigsäure (7 ml) zu. Rühre 1 Stunde bei 0ºC und erwärme dann innerhalb von 1 Stunde auf Raumtemperatur. Extrahiere mit Essigsäureethylester (10 x 100 ml) und verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält die Titelverbindung.
¹H-NMR (300MHz, CDCl&sub3;) ppm 4.15 (m, 4), 3.71 (m, 1), 3.69 (s, 3), 2.9-3.4 (m, 4), 2.70 (m, 1), 1.9-2.2 (m, 4), 1.5 (m, 2), 1.32 (m, 6).
Ein alternatives Syntheseverfahren zur Herstellung der enantiomerenreinen gesättigten 2(R),3(S)-Piperidinverbindungen der Formel I, in denen R&sub5; ein Wasserstoffatom ist, wird in Schema F vorgestellt. In Schema F sind alle Substituenten, wenn nicht anders gekennzeichnet, wie vorstehend definiert. Schema F SCHUTZ Schritt ALKYIERUNG HALOGENAUSTAUSCH CYCLISIERUNG Fortsetzung Schema F KUPLUNG Schritt SCHUTZGRUPPEN-ABSPALTUNG
R&sub1;' = C&sub1;-C&sub4;-Alkyfrest oder CF&sub3;-Gruppe
R&sub2;" = CH&sub2;C&sub6;H&sub5;-Gruppe oder C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest
Schema F liefert ein altematives allgemeines Syntheseverfahren zur Herstellung der enantiomerenreinen gesattigten 2(R),3(S)-Piperidinverbindungen der Formel I, in denen R&sub5; ein Wasserstoffatom ist.
In Schritt a wird D-Asparaginsäure (28) geschützt, und man erhält den entsprechenden D-Asparaginsäure-β-methylester (29), wie vorstehend in Schema D, Schritt a beschrieben.
In Schritt b wird der D-Asparaginsäure-β-methylester (29) geschützt, und man erhält das entsprechende D-Asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β-methylester-Acetat der Struktur (30), wobei der tert-Butylester bevorzugt ist.
Zum Beispiel wird der D-Asparaginsäure-β-methylester (29) mit einem molaren Überschuß an Essigsäure-tert-butylester und einem geringen molaren Überschuß einer geeigneten Säure, wie Perchlorsäure, umgesetzt. Die Reakanten werden normalerweise bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von 1 - 24 Stunden zusammen gerührt. Das D- Asparaginsäure-α-benzylester-β-methylester-Acetat der Struktur (30) wird durch auf dem Fachgebiet bekannte Extraktionsverfahren aus der Reaktionszone gewonnen.
In Schritt c wird das geeignete D-Asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β- methylester-Acetat der Struktur (30) mit dem geeigneten 1-Brom-3-chlorpropan der Struktur (31) zum entsprechenden N-(3-Chlorpropyl)-D-asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder - benzylester-β-methylester der Struktur (32) alkyliert.
Zum Beispiel wird das geeignete D-Asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester- β-methylester-Acetat der Struktur (30) mit einem molaren Äquivalent eines geeigneten 1- Brom-3-chlorpropans der Struktur (31) und einem molaren Überschuß einer geeigneten Base, wie Triethylamin, umgesetzt. Die Reakanten werden normalerweise in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Acetonitril, umgesetzt. Die Reakanten werden normalerweise über einen Zeitraum von 2 - 24 Stunden und in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 80ºC zusammen gerührt. Der N-(3-Chlorpropyl)-D- asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β-methylester der Struktur (32) wird durch auf dem Fachgebiet bekannte Extraktionsverfahren aus der Reaktionszone gewonnen. Er kann durch Kieselgelchromatographie gereinlgt werden.
Das geeignete 1-Brom-3-chlorpropan der Struktur (31) ist eines, in dem der Rest R&sub3; derselbe ist, wie im Endprodukt erwünscht ist.
In Schritt d wird der geeignete N-(3-Chlorpropyl)-D-asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β-methylester der Struktur (32) geschützt, und man erhält den entsprechenden N-(3-Chlopropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D-asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β-methylester der Struktur (33), wie vorstehend in Schema A, Schritt b beschrieben.
In Schritt e wird die Chloridfunktion des geeigneten N-(3-Chlorpropyl)-N-(9- phenylfluorenyl)-D-Asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β-methylesters der Struktur (33) zum entsprechenden N-(3-Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D-asparaginsäure- -α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β-methylester der Struktur (34) ausgetauscht.
Zum Beispiel wird der geeignete N-(3-Chlorpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D- Asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β-methylester der Struktur (33) mit einem molaren Überschuß einer Iodidquelle, wie Natriumiodid, umgesetzt. Die Reakanten werden normalerweise in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Acetonitril, umgesetzt. Die Reakaktanten werden normalerweise über einen Zeitraum von 2 - 24 Stunden und in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 65ºC zusammen gerührt. Der N-(3- Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D-asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β- methylester der Struktur (34) wird durch auf dem Fachgebiet bekannte Extraktionsverfahren aus der Reaktionszone gewonnen. Er kann durch Umkristallisieren gereinigt werden.
In Schritt f wird der geeignete N-(3-Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D- asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β-methylester der Struktur (34) zum entsprechenden N-geschützten-Piperidin-2(R)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3(S)- methylester der Struktur (35) cyclisiert.
Zum Beispiel wird der geeignete N-(³-Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β-methylester der Struktur (34) mit einer geeigneten Base, wie Lithiumdiisopropylamid, umgesetzt. Die Reakanten werden normalerweise in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran, umgesetzt. Die Reakaktanten werden normalerweise über einen Zeitraum von 2 - 20 Stunden und in einem Temperaturbereich von -78ºC bis -20ºC zusammen gerührt. Der N- geschützte-Piperidin-2(R)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3(S)-methylester der Struktur (35) wird durch Tieftemperaturquench in eine geeignete Protonenquelle, wie Diisopropylphenol, und anschließendes Ansäuern und Extraktion aus der Reaktionszone gewonnen, wie auf dem Fachgebiet bekannt. Er kann durch Kieselgelchromatographie gereinigt werden.
In Schritt g wird der geeignete N-(9-Phenylfluorenyl)-piperidin-2(R)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3(S)-methylester der Struktur (35) mit einem geeigneten Phosphonatester der Struktur (5) zum entsprechenden N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)- [(dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)-carbonsäure-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester der Struktur (36) gekuppelt, wie vorstehend in Schema A, Schritt d beschrieben.
In Schritt h wird die Schutzgruppe des geeigneten N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)[(dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)-carbonsäure-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylesters der Struktur (36) entfernt, und man erhält den entsprechenden 3(S)[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)-carbonsäure-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester der Struktur (37), wie vorstehend in Schema A, Schritt f beschrieben.
Der geeignete 3(S)-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)-carbonsäure-C&sub1;-C&sub4;- alkyl- oder -benzylester der Struktur (37) kann weiter funktionalisiert werden, wie vorstehend in Schema A, Schritte g&sub1; - i beschrieben.
Die geeigneten, wie vorstehend in Schema F beschrieben, hergestellten 3(S)- [(funktionalisiertes Phosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)-carbonsäurederivate der Formel I können auch weiter in die entsprechenden 3(S)-[Imino-2-phosphonoethyl]piperidin-2(R)- carbonsäurederivate der Formel I funktionalisiert werden, wie vorstehend in Schema C, Schritt a beschrieben.
In einer anderen Ausfüiungsform können die enantiomerenremen gesättigten 2(S),3(R)-Piperidinverbindungen der Formel I, in denen R&sub5; ein Wasserstoffatom ist, wie in Schema F gezeigt, durch Ersatz der D-Asparaginsäure (28) durch L-Asparaginsäure hergestellt werden.
Ausgangsmaterialien zur Verwendung in Schema F sind für den Durchschnittsfachmann leicht zugänglich.
Das folgende Beispiel zeigt typische Synthesen, wie sie in Schema F beschrieben sind. Dieses Beispiel muß als rein erläuternd verstanden werden und dient nicht dazu, den Umfang der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken.

Beispiel 9

3(S)-(Phosphonoacetyl)piperdin-2(R)-carbonsäure

Schritt a: D-Asparaginsäure-β-methylester-Hydrochlorid

Kühle Methanol (525 ml) auf -20ºC ab und bringe unter eine Stickstoffatmosphäre. Gebe tropfenweise Thionylchlorid (80 ml) zu. Gebe D-Asparaginsäure (100 g, 0,75 mol) auf einmal zu und lasse die Reaktion innerhalb von etwa 1 Stunde auf Raumtemperatur erwärmen. Rühre 50 Minuten bei Raumtemperatur und schütte in wasserfreien Diethylether (1,5 l). Filtriere den erhaltenen Feststoff, löse teilweise in warmem Ethanol (500 ml) und filtriere erneut. Gebe das Filtrat zu Diethylether (1,5 l) und filtriere den erhaltenen Feststoff. Trockne, und man erhält die Titelverbindung (85,3 g, 62%).
¹H-NMR (300MHz, CDCl&sub3;) ppm 4.22 (t, 1), 3.67 (S, 3), 2.96 (dd, 2).

Schritt b: D-Asparaginsäure-α-tert-butylester-β-methylester-Acetat

Suspendiere D-Asparaginsäure-β-methylester-Hydrochlorid (40 g, 0,22 mol) in Essigsäuretert-butylester (1,5 l) und gebe Perchlorsäure (20,7 ml einer 20% Lösung, 0,24 mol) zu. Rühre 3 Stunden bei Raumtemperatur unter einer Argonatmosphäre. Schütte in gesättige Natriumhydrogencarbonatlösung und gebe festes Natriumhydrogencarbonat zu, bis das Gemisch basisch ist. Gebe Diethylether zu und trenne die organischen Phase ab. Extrahiere die wäßrige Phase mit Diethylether, vereinige die organischen Phasen und trockne (MgSO&sub4;). Verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält die Titelverbindung als klares Öl (34 g).
¹H-NMR (300MHz, CDCl&sub3;) ppm 5.64 (bs, 3), 3.78 (dd, 1), 3.76 (S, 3), 2.8 (m, 2), 2.04 (S, 3), 1.46 (S, 9).

Schritt c: N-(3-Chlorpropyl)-D-asparaginsäure-α-tert-butylester-β-methylester

Mische D-Asparaginsäure-α-tert-butylester-β-methylester-Acetat (36 g, 0,196 mol), 1- Brom-3-chlorpropan (90 g), Triethylamin (40 g) und Acetonitril (150 ml). Erhitze auf 80ºC und rühre 16 Stunden. Verdampfe das Lösungsmittel zu einem Rückstand. Nehme den Rückstand in Essigsäureethylester (250 ml) auf und wasche mit Kochsalzlösung (100 ml), gesättigter Natriumcarbonaflösung (100 ml) und Kochsalzlösung (100 ml). Trockne (Na&sub2;SO&sub4;) und verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck. Reinige durch Kieselgelchromatographie (1:1 Essigsäureethylester/Hexan), und man erhält die Titelverbindung (32 g).
¹H-NMR (90MHz, CDCl&sub3;) ppm 3.74 (s, 3), 3.6 (m, 2), 2.8 (m, 1), 2.65 (m, 2), 1.9 (m, 2), 1.5 (s, 9).

Schritt d: N-(3-Chlorpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D-asparaginsäure-α-tert-butyl-ester-β- methylester

Gebe N-(3-Chlorpropyl)-D-asparaginsäure-α-tert-butylester-β-methylester (24,8 g, 88,6 mmol) zu wasserfreiem Acetonitril (150 ml) und bringe unter eine Stickstoffatmosphäre. Rühre heftig und gebe Bleinitrat (24,8 g, 74,8 mmol) zu. Gebe gleichzeitig innerhalb von 5 Stunden tropfenweise 9-Phenylfluorenylbromid (32 g, 99,6 mmol) in Chloroform (100 ml) und eine Lösung von Diisopropylethylamin (20,4 ml, 117 mmol) in Acetonitril zu. Rühre über Nacht bei Raumtemperatur. Gebe Methylenchlorid (250 ml) zu, filtriere und gebe Methylenchlorid (300 ml) zum Filtrat. Wasche mit gesättigter Natriumhydrogencarbonatiösung (2 x 250 ml), Kochsalzlösung (1 x 250 ml) und gesättigter Natriumhydrogencarbonaflösung (1 x 250 ml). Trockne (Na&sub2;SO&sub4;) und dampfe zu einem Rückstand ein. Reinige durch Kieselgelchromatographie (10% Hexan in Methylenchlorid), und man erhält die Titelverbindung (26 g).
¹H-NMR (300MHz, CDCl&sub3;) ppm 7.2-7.7 (m, 13), 3.79 (dd, 1), 3.6-3.4 (m, 2), 3.48 (s, 3), 3.2 (m, 1), 2185 (m, 1), 2.62 (dd, 1), 1.85-2.1 (m, 2), 1.8 (m, dd), 1.43 (S, 9).

Schritt e: N-(3-Chlorpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D-asparaginsäure-α-tert-butylester-β- methylester

Mische N-(3-Chlorpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D-asparaginsäure-α-tert-butylester-β- methylester (26 g, 0,05 mol) Natriumiodid (50 g) und wasserfreies Acetonitril (250 ml). Bringe unter eine Stickstoffatmosphäre und rühre 16 Stunden bei 65ºC. Kühle ab und gebe Methylenchlorid (250 ml) zu. Futriere und dampfe das Lösungsmittel zu einem Rückstand ein. Nehme den Rückstand in Methylenchlorid (300 ml) auf, wasche mit Wasser (100 ml), 5% Natriumthiosulfaflösung (100 ml), Wasser (100 ml) und Kochsalzlösung (100 ml). Trockne (Na&sub2;SO&sub4;) und dampfe zu einem Rückstand ein. Kristallisiere um (Diethylether), und man erhält die Titelverbindung (21,5 g).
¹H-NMR (300MHz, CDCl&sub3;) ppm 7.2-7.8 (m, 13), 3.79 (dd, 1), 3.48 (s, 3), 2.95-3.2 (m, 3), 2.88 (m, 1), 1.8-2.3 (m, 2), 1.79 (dd, 1), 1.43 (s, 9).

Schritt f: N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-2(R)-tert-butyl-3(S)-methylester

Löse Diisopropylamin (12 ml, 85,6 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran, kühle auf- 78ºC ab und bringe unter eine inerte Atmosphäre. Gebe n-Butyllithium (52 ml einer 1,6 M Lösung in Hexan, 83,2 mmol) zu und rühre 20 Minuten bei -78ºC. Gebe tropfenweise eine Lösung von N-(3-Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D-asparaginsäure-α-tert-butylester-β- methylester (20 g, 32,7 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (50 ml) zu. Rühre 1 Stunde bei -78ºC, erwärme auf -38ºC und rühre 3 Stunden. Kühle auf -78ºC ab und überführe mittels Kanüle in eine -78ºC kalte Lösung von Diisopropylphenol (30,8 g, 0,17 mol) in Tetrahydrofuran (200 ml). Rühre 1 Stunde und gebe Essigsäure (5,2 ml) zu. Erwärme auf Raumtemperatur und quenche mit Wasser (100 ml). Verteile zwischen Methylenchlorid (500 ml) und Wasser (300 ml). Trenne die organische Phase ab, trockne (Na&sub2;SO&sub4;) und dampfe zu einem Rückstand ein. Reinige durch Kieselgelchromatographie (10% Hexan in Methylenchlorid), und man erhält die Titelverbindung (13,8 g).
¹H-NMR (CDCl&sub3;) ppm 7.2-7.8 (m, 13), 3.82 (d, 1), 3.69 (td, 1), 3.55 (s, 3), 3.11 (m, 1), 2.91 (m, 1), 2.08 (m, 1), 1.6- 1.9 (m, 2), 1.31 (m&sub1; 1), 1.03 (m, 9).

Schritt g: N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R- carbonsäure-tert-butylester

Löse Methanphosphonsäurediethylester (0,57 g) in wasserfreiem Tetrahydroturan (10 ml), kühle auf -78ºC ab und bringe unter eine Argonatmosphäre. Gebe tropfenweise n- Butyllithium (2,34 ml einer 1,6 M Lösung) zu. Rühre 20 Minuten bei -78ºC und gebe eine Lösung von N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-2(R)-tert-butyl-3(S)-methylester (0,6 g, 1,24 mmol) in wasserfreiem Tettahydrofuran (10 ml) zu. Rühre 2 Stunden bei -78ºC, quenche mit Essigsäure (1 ml) und erwärme auf Raumtemperatur. Schütte in Essigsäureethylester (100 ml) und wasche mit Kochsalzlösung (100 ml) und wäßriger Natriumhydrogencarbonaflösung (100 ml). Dampfe zu einem Rückstand ein und reinige durch Kieselgelchromatographie (Essigsäureethylester), und man erhält die Titelverbindung (0,45 g).
¹H-NMR (300MHz, CDCl&sub3;) ppm 7.2-7.8 (m, 13), 4.13 (m, 4), 3.79 (d, 1), 3.73 (m, 1), 3.23 (m, 1), 3.09 (m, 1), 3.03 (dd, 1).

Schritt h: 3(S)-(Phosphonoacetyl)piperidin-2(R)-carbonsäure

Mische Trifluoressigsäure (30 ml) mit Acetonitril (10 ml) und gebe tropfenweise in eine eiskalte Lösung von N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)-carbonsäure-tert-butylester (3,5 g, 5,8 mmol) in Acetonitril (40 ml) und Wasser (4 ml). Rühre 15 Minuten, erwärme auf Raumtemperatur und rühre eine weitere Stunde. Schütte in gesättigte, wäßrige Natriumhydrogencarbonaflösung (500 ml) und extrahiere mit Essigsäureethylester (3 x 200 ml). Dampfe zu einem Rückstand ein und nehme den Rückstand in Acetonitril (20 ml) und Methylenchlorid (20 ml) auf. Bringe unter eine Stickstoffatmosphäre und gebe Trimethylsilylchlorid (5 ml, 35 mmol) zu. Rühre über Nacht und gebe dann Wasser zu. Rühre 15 Minuten und blase dann mit einem trockenen Stickstoffstrom zu einem Rückstand ab. Nehme den Rückstand in Wasser (100 ml) auf und wasche mit Toluol (5 x 100 ml). Gefriertrockne zu einem Rückstand. Nehme den Rückstand in Methanol (10 ml) und Isopropanol (5 ml) auf. Gebe Propylenoxid (5 ml) zu, filtriere, und man erhält die Titelverbindung.
¹H-NMR (300MHz, D&sub2;O) ppm 3.88 (d, 1), 3.73 (m, 1), 3.41 (m, 1), 3.14 (dd, 2), 3.01 (m, 1), 2.87 (m, 1), 1.98 (m, 1), 1.82 (m, 1), 1.55 (m, 1).
Die folgenden Verbindungen können in gleicher Weise zu derjenigen, die vorstehend in Beispiel 9 beschrieben ist, hergestellt werden:
3(S)-(Phosphonoacetyl)piperidin-5-methyl-2(R)-carbonsäure;
3(S)-(Phosphonoacetyl)piperidin-5-benzyl-2(R)-carbonsäure.
Ein alternatives Syntheseverfahren zur Herstellung der enantiomerenreinen gesättigten 2(R),3(R)-Piperidinverbindungen der Formel I, in denen R&sub5; ein Wasserstoffatom ist, wird in Schema G vorgestellt. In Schema G sind alle Substituenten, wenn nicht anders gekennzeichnet, wie vorstehend definiert. Schema G CYCLISIERUNG Schritt KUPPLUNG SCHUTZGRUPPEN-ABSPALTUNG
R&sub1;' = C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest oder CF&sub3;-Gruppe
R&sub2;" = CH&sub2;C&sub6;H&sub5;-Gruppe oder C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest
Schema G liefert ein alternatives Syntheseverfahren zur Herstellung von enantiomerenreinen gesättigten 2(R),3(R)-Piperidinverbindungen der Formel I, in denen R&sub5; ein Wasserstoffatom ist.
In Schritt a wird der geeignete N-(3-Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D- asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β-methylester der Struktur (34) zum entsprechenden N-(9-Phenylfluorenyl)-piperidin-2(R)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3(R)- methylester der Struktur (38) cyclisiert, wie vorstehend in Schema F, Schritt f beschrieben.
In Schritt b wird der geeignete N-(9-Phenylfluorenyl)-piperidin-2(R)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3CR)-methylester der Struktur (38) mit dem geeigneten Phosphonatester der Struktur (5) zum entsprechenden N-(9-Phenylfluorenyl)-3(R)- [(dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)-carbonsäure-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester der Struktur (39) gekuppelt, wie vorstehend in Schema A, Schritt d beschrieben.
In Schritt c wird die Schutzgruppe des geeigneten N-(9-Phenylfluorenyl)-3(R)- [(dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)-carbonsäure-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylesters der Struktur (39) entfernt, und man erhält den entsprechenden 3(R)- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)-carbonsäure-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester der Struktur (40), wie vorstehend in Schema A, Schritt f beschrieben.
Der geeignete 3(R)-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)-carbonsäure-C&sub1;-C&sub4;- alkyl- oder -benzylester der strur (40) kann weiter funktionalisiert werden, wie vorstehend in Schema A, Schritte g&sub1; - i beschrieben.
Die geeigneten, wie vorstehend in Schema G beschrieben, hergestellten 3(R)- [(funktionalisiertes Phosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)-carbonsäurederivate der Formel I können auch weiter in die entsprechenden 3(R)-[1-Imino-2-phosphonoethyl]piperidin-2(R)- carbonsäurederivate der Formel I funktionalisiert werden, wie vorstehend in Schema C, Schritt a beschrieben.
In einer anderen Ausführungsform können die enantiomerenreinen gesättigten 2(S),3(S)-Piperidinverbindungen der Formel I, in denen R&sub5; ein Wasserstoffatom ist, wie in Schema G gezeigt, durch Ersatz von N-(3-Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D- asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl oder -benzylester-β-methylester der Struktur (34) durch N- (3-Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-L-asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β- methylester hergestellt werden. Der geeignete N-(3-Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-L- asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzvlester-β-methylester kann, wie in Schema F gezeigt, durch Ersatz der D-Asparaginsäure (28) durch L-Asparaginsäure hergestellt werden.
Ausgangsmaterialien zur Verwendung in Schema G sind für den Durchschnittsfachmann leicht zugänglich.
Das folgende Beispiel zeigt typische Synthesen, wie sie in Schema G beschrieben sind. Dieses Beispiel muß als rein erläuternd verstanden werden und dient nicht dazu, den Umfang der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken.

Beispiel 10

3(R)-(Phosphonoacetyl)piperidin-2(R)-carbonsäuremethylester

Schritt a: N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-2(R)-tert-butyl-3(R)-methylester

Löse Diisopropylamin (0,6 ml, 4,3 mmol) in Tetrahydrofuran (10 ml) und kühle auf 0ºC ab. Gebe tropfenweise n-Butyllithium (2,7 ml einer 1,6 M Lösung in Hexan, 4,3 mmol) zu. Rühre 1/2 Stunde, kühle auf -78ºC ab und gebe tropfenweise eine Lösung von N-(3- Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D-asparaginsäure-α-tert.butylester-β-methylester (1 g, 1,6 mmol) in Tetrahydrofuran (10 ml) zu. Rühre 1 Stunde bei -78ºC und dann 3 Stunden bei -30ºC. Überführe schnell mittels wasserbeheizter Kanüle in eine -78ºC kalte Lösung von Essigsäure in Tetrahydrofuran (10 ml). Lasse über Nacht auf Raumtemperatur erwärmen. Gebe Essigsäureethylester zu und wasche mit Kochsalziösung. Dampfe zu einem Rückstand ein und remlge durch Kieselgelchromatographie (50:50 bis 75:25 Methylenchloridlhexan), und man erhält die Titelverbindung (0,35 g). Schritt b: N-(9-Phenylfluorenyl)-3(R)-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-2(R)- carbonsäure-tert-butylester
Löse Methanphosphonsäurediethylester (0,3 g) in wasserfteiem Tetrahydrofuran, kühle auf -78ºC ab und bringe unter eine Argonatmosphäre. Gebe tropfenweise n-Butyllithium (1,16 ml einer 1,6 M Lösung) zu. Rühre 1/2 Stunde bei -78ºC und gebe eine Lösung von N-(9- Phenylfluorenyl)piperidin-2(R)-tert-butyl-3(R)-methylester (0,3 g, 0,62 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (10 ml) zu. Lasse auf -30ºC erwärmen und rühre 3 Stunden, kühle dann auf -78ºC ab und quenche mit Essigsäure. Erwärme auf Raumtemperatur, schütte in Essigsäureethylester (250 ml) und wasche mit Kochsalzlösung (100 ml). Trockne (Na&sub2;SO&sub4;) und dampfe zu einem Rückstand ein. Reinige durch Kieselgelchromatographie (Essigsäureethylester), und man erhält die Titelverbindung (0,3 g).
¹H-NMR (300MHz, CDCl&sub3;) ppm 7.15-7.75 (m, 13), 4.15 (m, 4), 3.79 (m, 1), 3.73 (m, 1), 3.05-3.2 (m, 3), 2.72 (m, 1), 1.75-2.05 (m, 3), 1.55 (m, 1), 1.35 (m, 7), 1.04 (s, 9).

Schritt c: 3(R)-(Phosphonoacetyl-piperidin-2(R)-carbonsäuremethylester

Mische Trifluoressigsäure (30 ml) mit Acetonitril (10 ml) und gebe tropfenweise in eine eiskalte Lösung von N-(9-Phenylfluorenyl)-3(R)-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin- 2(R)-carbonsäure-tert-butylester (3,5 g, 5,8 mmol) in Acetonitril (40 ml) und Wasser (4 ml). Rühre 15 Minuten, erwärme auf Raumtemperatur und rühre eine weitere Stunde. Schütte in gesättigte, wäßrige Natriumhydrogencarbonaflösung (500 ml) und extrahiere mit Essigsäureethylester (3 x 200 ml). Dampfe zu einem Rückstand ein und nehme den Rückstand in Acetonitril (20 ml) und Methylenchlorid (20 ml) auf. Bringe unter eine Stickstoffatmosphäre und gebe Trimethylsilylchlorid (5 ml, 35 mmol) zu. Rühre über Nacht und gebe dann Wasser zu. Rühre 15 Minuten und blase dann mit einem trockenen Stickstoffstrom zu einem Rückstand ab. Nehme den Rückstand in Wasser (100 ml) auf und wasche mit Toluol (5 x 100 ml). Gefriertrockne zu einem Rückstand. Nehme den Rückstand in Methanol (10 ml) und Isopropanol (5 ml) auf. Gebe Propylenoxid (5 ml) zu, flitriere, und man erhält die Titelverbindung.
Die gesättigten 2(R),3(S)-Piperidinverbindungen der Formel I, in denen R&sub5; ein linearer C&sub1;-C&sub4;-Alkyl- oder Phenylalkykest ist, können mit Techniken und Verfahren, die dem Durchschnittsfachmann gut bekannt und und von ilnn geschätzt sind, hergestellt werden. Ein allgemeines Syntheseschema zur Herstellung dieser Verbindungen wird in Schema H vorgestellt. In Schema H sind alle Substituenten, wenn nicht anders gekennzeichnet, wie vorstehend definiert. Schema H ALKYLISIERUNGCYCLISIERUNG Schritt KUPPLUNG SCHUTZGRUPPEN-ABSPALTUNG
R&sub1;' = C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest oder CF&sub3;-Gruppe
R&sub2;" = CH&sub2;C&sub6;H&sub5;-Gruppe oder C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest
Schema H liefert ein allgemeines Syntheseverfahren zur Herstellung der gesattigten 2(R),3(S)-Piperidinverbindungen der Formel I, in denen R&sub5; ein linearer C&sub1;-C&sub4;-Alkyl- oder Phenylalkylrest ist.
In Schritt a wird der geeignete N-(3-Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D- asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β-methylester der Struktur (34) mit dem geeigneten Alkylierungsmittel der Formel R&sub5;-Hal, in dem Hal ein Brom- oder Iodatom ist, alkylierend cyclisiert, und man erhält den entsprechenden N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-2(R)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3(R)-alkyl-3(S)-methylester der Struktur (41). Das geeignete Alkylierungsmittel der Formel R&sub5;-Hal, in dem Hal ein Brom- oder lodatom ist, ist eines, in dem R&sub5; denselben Rest darstellt, wie im Endprodukt erwünscht ist.
Zum Beispiel wird der geeignete N-(3-Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D- asparagmsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β-methylester der Struktur (34) mit einer geeigneten Base, wie Lithiumdiisopropylamid umgesetzt. Die Realtanten werden normalerweise in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran umgesetzt. Die Reakanten werden normalerweise über einen Zeitraum von 2 - 20 Stunden und in einem Temperaturbereich von -78ºC bis -20ºC zusammen gerührt. Der N-(9- Phenylfluorenyl)piperidin-2(R)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3(R)-alkyl-3(S)-methylester der Struktur (41) wird durch einen Tieftemperaturquench in ein geeignetes Alkylierungsmittel der Formel R&sub5;-Hal und anschließendes Ansäuern und Extrahieren, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist, aus der Reaktionszone gewonnen. Er kann durch Kieselgelchromatographie gereinigt werden.
In Schritt b wird der geeignete N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-2(R)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3(R)-alkyl-3(S)-methylester der Struktur (41) mit dem geeigneten Phosphonatester der Struktur (5) zum entsprechenden N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)- [(dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-3(R)-alkyl-2(R)-carbonsäurebenzyl oder -C&sub1;-C&sub4;- alkylester der Struktur (42) gekuppelt, wie vorstehend in Schema A, Schritt d beschrieben.
In Schritt c wird die Schutzgruppe des geeigneten N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)- [(dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-3(R)-alkyl-2(R)-carbonsäurebenzyl oder -C&sub1;-C&sub4;- alkylesters der Struktur (42) entfernt, und man erhält den entsprechenden 3(S)- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-3(R)-alkyl-2(R)-carbonsäurebenzyl oder -C&sub1;-C&sub4;- alkylester der Strur (43).
Der geeignete 3(S)-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-3(R)-alkyl-2(R)- carbonsäurebenzyl- oder -C&sub1;-C&sub4;-alkylester der Struktur (43) kann, wie vorstehend in Schema A, Schritte g&sub1; - i beschrieben, weiter funktionalisiert werden.
Die geeigneten wie vorstehend in Schema H beschrieben, hergestellten 3(S)- [(funktionalisiertes-Phosphoryl)acetyl]piperdin-3(R)-alkyl-2(R)-carbonsäurederivate der Formel I können auch, wie vorstehend in Schema C, Schritt a beschrieben, weiter zu den entsprechenden 3(S)-[1-Imino-2-phosphonoethyl]piperidin-3(R)-alkyl-2(R)- carbonsäurederivaten der Formel I funktionalisiert werden.
In einer anderen Ausführungsform können die enantiomerenreinen gesättigten 2(S),3(R)-Piperidinverbindungen der Formel I, in denen R&sub5; ein linearer C&sub1;-C&sub4;-Alkyl- oder Phenylalkylrest ist, wie in Schema H gezeigt, durch Ersatz des geeigneten N-(9- Phenylfluorenyl)piperidin-2(R)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3(S)-methylesters der Struktur (35) durch den N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-2(S)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder - benzylester-3(R)-methylester hergestellt werden. Der geeignete N-(9-Phenylfluorenyl)- piperidin-2(S)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3(R)-methylester kann, wie in Schema F gezeigt, durch Ersatz der D-Asparaginsäure (28) durch L-Asparaginsäure hergestellt werden.
Ausgangsmaterialien zur Verwendung in Schema H sind für den Durchschnittsfachmann leicht zugänglich.
Das folgende Beispiel zeigt typische Synthesen, wie sie in Schema H beschrieben sind. Dieses Beispiel muß als rein erläuternd verstanden werden und dient nicht dazu, den Umfang der vorliegenden Eifmdung in irgendeiner Weise einzuschränken.

Beispiel 11

3(S)-(Phosphonoacetyl)piperidin-3(R)-methyl-2(R)-carbonsäure

Schritt a: N-(9-Phenylfluorenyl)-piperdin-3(R)-methyl-2(R)-tert-butylester-3(S)-methylester

Löse Diisopropylamin (0,73 ml) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (10 ml), kühle auf 0ºC ab und bringe unter eine inerte Atmosphäre. Gebe tropfenweise n-Butyllithium (3,11 ml einer 1,6 M Lösung in Hexan) zu und rühre 15 Minuten bei 0ºC und dann 15 Minuten bei -78ºC. Gebe tropfenweise eine Lösung von N-(3-Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D- asparaginsäure-ot-tert-butylester-β-methylester (1,22 g) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (10 ml) zu. Rühre 1 Stunde bei -78ºC und dann 3 Stunden bei -38ºC. Kühle auf -78ºC ab und überführe mittels Kanüle in eine Lösung von Iodmethan (3 ml) in Tetrahydrofuran (10 ml). Rühre 3 Stunden bei -78ºC, quenche mit Essigsäure und erwärme auf Raumtemperatur. Dampfe zu einem Rückstand ein und reinige durch Kieselgelchromatographie (Methylenchlorid), und man erhält die verunreinigte Titelverbindung.
Löse Dusopropylamin (0,35 ml, 2,5 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran, kühle auf 0ºC ab und bringe unter eine inerte Atmosphäre. Gebe tropfenweise n-Butyllithium (1,4 ml einer 1,6 M Lösung in Hexan, 2,5 mmol) zu und rühre 1/2 Stunde bei 0ºC. Kühle auf-78ºC ab und gebe Hexamethylphosphoramid (0,43 ml, 2,5 mmol) und anschließend eine Lösung von N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-2(S)-tert-butylester-3(S)-methylester (0,8 g, 1,7 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (5 ml) zu. Rühre 1/2 Stunde und gebe Iodmethan (0,42 ml, 6,8 mmol) zu. Rühre über Nacht bei -78ºC, quenche mit Essigsäure und erwärme auf Raumtemperatur. Dampfe zu einem Rückstand ein und reinige durch Kieselgelchromatographie (80:20 Methyienchloridlhexan), und man erhält die Titelverbindung (0,56 g).
¹H-NMR (300MHz, CDCl&sub3;) ppm 7.18-7.75 (m, 13), 3.93 (s, 1), 3.88 (s, 3), 3.82 (m, 1), 3.08 (m, 1), 2.59 (m, 1), 2.14 (m, 1), 1.98 (m, 1), 1.78 (m, 1), 1.62 (m, 1), 1.08 (s, 9).

Schritt b: N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperdin-3(R)-methyl- 2(R)-carbonsäure-tert-butylester

Löse Methanphosphonsäurediethylester (1,14 g, 7,5 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (10 ml), kühle auf -78ºC ab und bringe unter eine inerte Atmosphäre.
Gebe n-Butyllithium (4,68 ml einer 1,6 M Lösung in Hexan, 7,5 mmol) zu und rühre 20 Minuten. Gebe tropfenweise eine Lösung von N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-3(R)-methyl- 2(R)-tert-butylester-3(S)-methylester (0,55 g, 1,1 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (10 ml) zu. Rühre 4 Stunden bei -48ºC und gebe Essigsäure (2 ml) zu. Erwärme auf Raumtemperatur, dampfe zu einem Rückstand ein und reinige durch Kieselgelchromatographie (Essigsäureethylester), und man erhält die Titelverbindung (0,33 g).
¹H-NMR (300MHz, CDCl&sub3;) ppm 7.18-8.75 (m, 13), 4.10 (m, 4), 3.54 "m, 1), 3.51 (s, 1), 3.15 (m, 1), 2.99 (m, 2), 2.48 (rn, 1), 1.98 (m, 1), 1.29 (rrt, 6), 0.92 (s, 9).

Schritt c: 3 (S)-(Phosphonoacetyl)piperidin-3(R)-methyl-2(R)-carbonsäure

Löse N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]piperidin-3(R)-methyl-2(R)- carbonsäure-tert-butylester (0,35 g) in Acetonitril und kühle auf 0ºC ab. Rühre heftig und gebe tropfenweise eine Lösung von Trifluoressigsäure (20 ml) in Wassser (2 ml) zu. Rühre 15 Minuten, erwärme auf Raumtemperatur und rühre 3 Stunden. Dampfe zu einem festen Rückstand ein, nehme in Wasser (100 ml) auf und wasche mit Toluol (100 ml). Gefriertrockne die wäßrige Phase zu einem weißen Feststoff. Nehme den weißen Feststoff in Acetonitril (10 ml) und Methylenchlorid (10 ml) auf. Leite einen schwachen Stickstoffstrom durch die Lösung und gebe Trimethylsilyliodid (2 ml) zu. Rühre 6 Stunden, quenche mit Wasser und wasche mit Toluol (5 x 100 ml). Gefriertrockne die wäßrige Phase und löse den erhaltenen gelben Feststoff in Methanol (5 ml) und Isopropanol (2,5 ml). Gebe Propylenoxid (2,0 ml) zu und rühre 2 Stunden. Filtriere, und man erhält die Titelverbindung.
¹H-NMR (300MHz, D&sub2;O) ppm, 3.69 (s, 1), 3.32 (m, 1), 2.9 (m, 1), 2.28 (m, 1), 1.4-1.8 (m, 3), 1.53 (s, 3).
Die folgende Verbindung kann in ähnlicher Weise, wie die, die vorstehend in Beispiel 11 beschrieben wurde, hergestellt werden:
3(S)-(Phosphonoacetyl)piperidin-5-benzyl-3(R)-methyl-2(R)-carbonsäure.
Die 2(R)-3-ungesättigten-Piperidinverbindungen der Formel I können mit Techniken und Verfahren, die dem Durchschnittsfachmann gut bekannt und von ihm geschätzt sind, hergestellt werden. Ein allgemeines Syntheseverfahren zur Herstellung dieser Verbindungen wird in Schema I vorgestellt. In Schema I sind alle Substituenten, wenn nicht anders gekennzeichnet, wie vorstehend definiert. CYCLISIERUNG ELIMINIERUNG Schritt KUPPLUNG SCHUTZGRUPPEN-ABSPALTUNG
R&sub1;' = C&sub1;-C&sub4;-Alkyrest oder CF&sub3;-Gruppe
R&sub2;" = CH&sub2;C&sub6;H&sub5;-Gruppe oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyrest
Schema 1 liefert ein allgemeines Syntheseverfahren zur Herstellung der 2(R)-3- ungesättigten-Piperidinverbindungen der Formel I.
In Schritt a wird der geeignete N-(3-Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D- asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β-methylester der Struktur (34) cyclisiert und entweder iodiert oder seleniert, und man erhält den entsprechenden N-(9- Phenylfluorenyl)piperidin-3(R)-iod-2(R)-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3(S)-methylester der Struktur (44) oder N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-3(R)-phenylselenyl-2(R)-C&sub1;C&sub4;- alkyl- oder -benzylester-3(S)-methylester der Struktur (44).
Zum Beispiel wird der geeignete N-(3-Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D- asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β-methylester der strur (34) mit einer geeigneten Base, wie Lithiumdiisopropylamid umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise in einem geeigneten organischen Losungsmittel, wie Tetrahydrofuran umgesetzt. Die Reakanten werden normalerweise über einen Zeitraum von 2 - 20 Stunden und in einem Temperaturbereich von -78ºC bis -20ºC zusammen gerührt. Der N-(9- Phenylfluorenyl)piperidin-3(R)-iod-2(R)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder benzylester-3(S)-methylester der Struktur (44) oder N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-3(R)-phenylselenyl-2(R)-C&sub1;-C&sub4;- alkyl- oder -benzylester-3(S)-methylester der Strur (44) wird durch einen Tieftemperaturquench in Iod oder Diphenylselenid und anschließendes Ansäuern und Extrahieren, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist, aus der Reaktionszone gewonnen. Er kann durch Kieselgelchromatographie gereinigt werden.
Wenn in Schritt a der N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-3(R)-phenylselenyl-2(R)-C&sub1;-C&sub4;- alkyl- oder -benzylester-3(S)-methylester der Strur (44) hergestellt wird, muß die Selenylfunktion anschließend mit auf dem Fachgebiet gut bekannten Techniken zum entsprechenden N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-3(R)-phenylselenoxyl-2(R)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3(S)-methylester oxidiert werden, bevor man mit Schritt b fortfährt.
In Schritt b wird der geeignete N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-3(R)-iod-2(R)-C&sub1;-C&sub4;- alkyl- oder -benzylester-3(S)-methylester der Stritur (44) oder N-(9- Phenylfluorenyl)piperidin-3(R)-phenyiselenoxyl-2(R)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3(S)- methylester zum entsprechenden N-(9-Phenylfluorenyl)- ³-piperidein-2(R)-C&sub1;-C&sub4;-alkyloder -benzylester-3-methylester der struktur (45) eliminiert.
Zum Beispiel wird der N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-3(R)-iod-2(R)-C&sub1;-C&sub4;-alkyloder -benzylester-3(S)-methylester der Struktur (44) oder N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin- 3(R)-phenylselenoxyl-2(R)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3(S)-methylester mit einem molaren Überschuß einer starken Base, wie 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en (DBU) umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Benzol umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise über einen Zeitraum von 2 - 24 Stunden und in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 80ºC zusammen gerührt. Der N-(9-Phenylfluorenyl)- ³-piperidein-2(R)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3-methylester der Struktur (45) wird durch Extraktionsverfahren, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist, aus der Reaktionszone gewonnen. Er kann durch Kieselgelchromatographie gereinigt werden.
In Schritt c wird der geeignete N-(9-Phenylfluorenyl)- ³-piperidein-2(R)-C&sub1;-C&sub4;- alkyl- oder -benzylester-3-methylester der Struktur (45) mit dem geeigneten Phosphonatester der Struktur (5) zum entsprechenden N-(9-Phenylfluorenyl)-3[(dialkoxyphosphoryl)acetyl]- ³-piperidein-2(R)-carbonsäure-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder - benzylester der struktur (46) gekuppelt, wie vorstehend in Schema A, Schritt d beschrieben.
In Schritt d wird die Schutzgruppe des geeigneten N-(9-Phenylfluorenyl)-3- [(diaikoxyphosphoryl)acetyl]- ³-piperidein-2(R)-carbonsäure-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder - benzylesters der Stnlkr (46) entfernt, und man erhält den entsprechenden 3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]- ³-piperidein-2(R)-carbonsäure-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder - benzylester der Struktur (47), wie vorstehend in Schema A, Schritt f beschrieben.
Der geeignete 3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]- ³-piperidein-2(R)-carbonsäurebenzyl- oder -C&sub1;-C&sub4;-alkylester der Struktur (47) kann, wie vorstehend in Schema A, Schritte g&sub1; - i beschrieben, weiter funktionalisiert werden.
Die geeigneten, wie im vorstehenden Schema H beschrieben, hergestellten 3- [(funktionalisiertes-Phosphoryl)acetyl]- ³-piperidein-2(R)-carbonsäurederivate der Formel I können auch, wie vorstehend in Schema C, Schritt a beschrieben, weiter zu den 3-[1-Imino- 2-phosphonoethyl]- ³-piperidein-2(R)-carbonsäurederivaten der Formel I funktionalisiert werden.
In einer anderen Ausführungsform können die enantiomerenremen 2(S)-3- ungesattlgten-Piperidinverbindungen der Formel I, wie in Schema 1 vorgestellt, durch Ersatz des geeigneten N-(3-Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D-asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;- alkyl- oder -benzylester-β-methylesters der struktur (34) durch den geeigneten N-(3- Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-L-asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β- methylester hergestellt werden. Der geeignete N-(3-Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-L- asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β-methylester kann, wie in Schema F gezeigt, durch Ersatz von D-Asparaginsäure (28) durch L-Asparaginsäure hergestellt werden.
Ausgangsmaterialien zur Verwendung in Schema I sind für den Durchschnittsfachmann leicht zugänglich.
Das folgende Beispiel zeigt typische Synthesen, wie sie in Schema I beschrieben sind. Dieses Beispiel muß als rein erläuternd verstanden werden und dient nicht dazu, den Umfang der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken.

Beispiel 12

3-(Phosphonoacetyl)- ³-piperidein-2(R)-carbonsäure

Schritt a: N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-3(R)-iod-2(R)-tert-butylester-3(S)-methylester

Löse Diisopropylamin (2,4 ml, 17,12 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (80 ml), kühle auf 0 - 5ºC ab und bringe unter eine inerte Atmosphäre. Gebe n-Butyllithium (10,5 ml einer 1,6 M Lösung in Hexan, 16,8 mmol) zu und kühle auf -70 bis -75ºC ab. Gebe eine Lösung von N-(3-Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D-asparaginsäure-α-tert-butylester- β-methylester (4,0 g, 6,54 mmol) in Tetrahydrofuran (10 ml) zu. Rühre 1 Stunde bei -78ºC, erwärme dann auf -35ºC und rühre 3 - 4 Stunden, und man erhält das Enolat. Löse Iod (2,5 g, 9,85 mmol) in Tetrahydrofuran (30 ml) und kühle auf -78ºC ab. Gebe die -40ºC kalte Lösung des Enolats zu und rühre über Nacht, wobei langsam auf Raumtemperatur erwärmt wird. Gebe Phosphorsäure (20 ml einer 0,5 M Lösung) zu und extraniere mit Diethylether (3 x 20 ml). Vereinige die organischen Phasen und wasche mit gesatugter Natriumthiosulfaflösung (10 ml) und gesättigter Natriumhydrogencarbonaflösung (20 ml). Trockne (MgSO&sub4;/Na&sub2;SO&sub4;) und verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält die Titelverbindung (3,99 g).
¹H-NMR (300MHz, CDCl&sub3;) ppm 7.1-1.9 (m, 13), 4.01 (s, 1), 3.75 (m, 1), 3.65 (S, 3), 3.28 (m, 1), 3.18 (m, 1), 2.2-2.4 (m, 1), 1.8 (m, 1), 1.3 (m, 1), 0.9 (s, 9).

Schritt b: N-(9-Phenylfluorenyl)- ³-piperidein-2(R)-tert-butylester-3-methylester

Mische N-(9-Phenylfluorenyl)piperidin-3(R)-iod-2(R)-tert-butylester-3(S)-methylester (3,99 g, 6,55 mmol), 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en (2,9 ml, 19,62 mmol) und Benzol (8,5 ml). Erhitze einige Stunden auf 65ºC. Gebe Phosphorsäure (50 ml einer 0,5 M Lösung) zu und extrahiere mit Diethylether (4 x 20 ml). Trockne (MgSO&sub4;/NA&sub2;SO&sub4;), verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck und reinige durch Kieselgelchromatographie, und man erhält die Titelverbindung.
¹H-NMR (300MHz, CDCl&sub3;) ppm 7.15-7.75 (m, 13), 6.98 (m, 1), 4.51 (s, 1), 3.68 (s, 3), 3.38 (m, 1), 3.05 (m, 1), 1.89 (m, 2), 1.2 (s, 9).

Schritt c N-(9-Phenylfluorenyl)-3-[(diethoxyphosphory)acetyl]- ³-piperidein-2(R)- carbonsäure-tert-butylester

Löse Methanphosphonsäurediethylester (1,14 g, 7,5 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (10 ml), kühle auf -78ºC ab und bringe unter eine inerte Atmosphäre. Gebe n-Butyllithium (4,68 ml einer 1,6 M Lösung in Hexan, 7,5 mmol) zu und rühre 20 Minuten. Gebe tropfenweise eine Lösung von N-(9-Phenylfluorenyl)-A³-piperidein-2(R)- tert-butylester-3-methylester (545 mg, 1,1 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (10 ml) zu. Rühre 4 Stunden bei -48ºC und gebe Essigsäure (2 ml) zu. Erwärme auf Raumtemperatur, Dampfe zu einem Rückstand ein und reinige durch Kieselgelchromatographie (Essigsäureethylester), und man erhält die Titelverbindung.

Schritt d: 3-(Phosphonoacetyl)- ³-piperidein-2(R)-carbonsäure

Löse N-(9-Phenylfluorenyl)-3-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]- ³-piperidein-2(R)- carbonsäure-tert-butyiester (0,35 g) in Acetonitril und kühle auf 0ºC ab. Rühre heftig und gebe tropfenweise eine Lösung von Trifluoressigsäure (20 ml) in Wassser (2 ml) zu. Rühre 15 Minuten, erwärme auf Raumtemperatur und rühre 3 Stunden. Dampfe zu einem festen Rückstand ein, nehme in Wasser (100 ml) auf und wasche mit Toluol (100 ml). Gefriertrockne die wäßrige Phase zu einem Rückstand. Nehme den Rückstand in Acetonitril (10 ml) und Methylenchlorid (10 ml) auf. Leite einen schwachen Stickstoffstrom durch die Lösung und gebe Trimethylsilyliodid (2 ml) zu. Rühre 6 Stunden, quenche mit Wasser und wasche mit Toluol (5 x 100 ml). Gefriertrockne die wäßrige Phase und löse den erhaltenen Rückstand in Methanol (5 ml) und Isopropanol (2,5 ml). Gebe Propylenoxid (2,0 ml) zu und rühre 2 Stunden. Filtriere, und man erhält die Titelverbindung.
Die folgende Verbindung kann in ähnlicher Weise, wie die, die vorstehend in Beispiel 12 beschrieben wurde, hergestellt werden:
3-(Phosphonoacetyl)- ³-piperidein-5-methyl-2(R)-carbonsäure.
Die 2(R),3(S)-4-ungesättigten-Piperidinverbindungen der Formel I können mit Techniken und Verfahren, die dem Durchschnittsfachmann gut bekannt und von ihm geschätzt sind, hergestellt werden. Ein allgemeines Syntheseverfahren zur Herstellung dieser Verbindungen wird in Schema J gezeigt. In Schema J sind alle Substituenten, wenn nicht anders gekennzeichnet, wie vorstehend definiert. DEKONJUGIERENDE ALKYLIERUNG Schritt KUPPLUNG SCHUTZGRUPPEN-ABSPALTUNG
Schema J liefert ein allgemeines Syntheseschema zur Herstellung der 2(R),3(S)-4- ungesättigten-Piperidinverbindungen der Formel I.
In Schritt a wird der geeignete N-(9-Phenylfluorenyl)- ³-piperidein-2(R)-C&sub1;-C&sub4;- alkyl- oder -benzylester-3-methylester der Struktur (45) dekonjugierend alkyliert, und man erhält den entsprechenden N-(9-Phenylfluorenyl)- &sup4;-piperidein-2(R)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder - benzylester-3-methylester der Struktur (48).
Zum Beispiel wird der geeignete N-(9-Phenylfluorenyl)- ³-piperidein-2(R)-C&sub1;-C&sub4;- alkyl- oder -benzylester-3-methylester der Struktur (45) mit einer starken Base, wie n- Butyllithium umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise über einen Zeitraum von 1 - 10 Stunden und in einem Temperaturbereich von -78ºC bis -20ºC zusammen gerührt. Der N-(9-Phenylfluorenyl)- &sup4;-piperidein-2(R)- C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3-methylester der Struktur (48) wird durch einen Tieftemperaturquench in ein geeignetes Alkylierungsmittel der Formel R&sub5;-Hal oder eine Protonenquelle, wie Diisopropylphenol, und anschließendes Ansäuern und Extrahieren, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist, aus der Reaktionszone gewonnen. Er kann durch Kieselgelchromatograpnie gereinigt werden.
In Schritt b wird der geeignete N-(9-Phenylfluorenyl)- &sup4;-piperidein-2(R)-C&sub1;-C&sub4;- alkyl- oder -benzylester-3-methylester der Struktur (48) mit dem geeigneten Phosphonatester der Struktur (5) zum entsprechenden N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)[(dialkoxyphosphoryl)acetyl]- &sup4;-piperidein-2(R)-carbonsäure-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder - benzylester der Struktur (49) gekuppelt, wie vorstehend in Schema A, Schritt d beschrieben.
In Schritt c wird die Schutzgruppe des geeigneten N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)- [(dialkoxyphosphoryl)acetyl]- &sup4;-piperidein-2(R)-carbonsäure-C&sub1;-C&sub4;-alkyl oder - benzylesters der Struktur (49) entfernt, und man erhält den entsprechenden 3(S)- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]- &sup4;-piperidein-2(R)-carbonsäure-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder - benzylester der Struktur (50), wie vorstehend in Schema A, Schritt f beschrieben.
Der geeignete 3(S)-[(Dialkoxyphosphoryl)acetylj- &sup4;-piperidein-2(R)- carbonsäurebenzyl- oder -C&sub1;-C&sub4;-alkylester der Struktur (50) kann, wie vorstehend in Schema A, Schritte g&sub1; - i beschrieben, weiter funktionalisiert werden.
Die geeigneten, wie im vorstehenden Schema J beschrieben, hergestellten 3(S)- [(funittionalisiertes-Phosphoryl)acetyl]- &sup4;-piperidein-2(R)-carbonsäurederivate der Formel I können auch, wie vorstehend in Schema C, Schritt a beschrieben, weiter zu den 3(S)-[1- Imino-2-phosphonoethyl]- &sup4;-piperidein-2(R)-carbonsäurederivaten der Formel I funktionalisiert werden.
In einer anderen Ausführungsform können die enantiomerenreinen 2(S),3(R)-4- ungesättigten-Piperidinverbindungen der Formel I, wie in Schema J gezeigt, durch Ersatz des geeigneten N-(9-Phenylfluorenyl)- ³-piperidein-2(R)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3- methylesters der Struktur (45) durch den geeigneten N-(9-Phenylfluorenyl)- ³-piperidein- 2(S)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3-methylester hergestellt werden. Der geeignete N-(9- Phenylfluorenyl)- ³-piperidein-2(S)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3-methylester kann, wie in Schema 1 gezeigt, durch Ersatz des geeigneten N-(3-Iodpropyl)-N-(9- phenylfluorenyl)-D-asparaginsäure-α-C &sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β-methylesters der Struktur (34) durch den geeigneten N-(3-Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-L- asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β-methylester hergestellt werden. Der geeignete N-(3-Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-L-asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder - benzylester-β-methylester kann, wie in Schema F vorgestellt, durch Ersatz von D- Asparaginsäure (28) durch L-Asparaginsäure hergestellt werden.
Außerdem können die enantiomerenreinen 2(R),3(R)-4-ungesättigten- Piperidinverbindungen der Formel I, wie in Schema J gezeigt, durch Ersatz des geeigneten N-(9-Phenylfluorenyl)- ³-piperidein-2(R)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3-methylesters der struktur (45) durch den geeigneten N-(13enzyloxycarbonyl)- ³-piperidein-2(R)-C&sub1;-C&sub4;- alkyl- oder -benzylester-3-methylester und anschließende HPLC-Trennung, wie in Schema B gezeigt, hergestellt werden.
In einer anderen Ausfuhrungsform können die enantiomerenreinen 2(S),3(S)-4- ungesättigten-Piperidinverbindungen der Formel I, wie in Schema J gezeigt, durch Ersatz des geeigneten N-(9-Phenylfluorenyl)- ³-piperidein-2(S)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3- methylesters der Struktur (45) durch den geeigneten N-(Benzyloxvcarbonyl)- ³-piperidein-2(S)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3-methylester und anschließende HPLC-Trennung, wie in Schema B gezeigt, hergestellt werden. Der geeignete N-(Benzvloxycarbonyl)- ³piperidein-2(S)-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-3-methylester kann, wie in Schema 1 gezeigt, durch Ersatz des geeigneten N-(3-Iodpropyl)-N-(9-phenylfluorenyl)-D- asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β-methylesters der Struktur (34) durch den geeigneten N-(3-Iodpropyl)-N-(benzyloxycarbonyl)-L-asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder - benzylester-β-methylester hergestellt werden. Der geeignete N-(3-Iodpropyl)-N- benzyloxycarbonyl)-L-asparaginsäure-α-C&sub1;-C&sub4;-alkyl- oder -benzylester-β-methylester kann, wie in Schema F gezeigt, durch Ersatz von D-Asparaginsäure (28) durch L- Asparaginsäure hergestellt werden.
Ausgangsmaterialien zur Verwendung in Schema J sind für den Durchschnittsfachmann leicht zugänglich.
Die folgenden Beispiele zeigen typische Synthesen, wie/sie in Schema J beschrieben sind. Diese Beispiele müssen als rein erläuternd verstanden werden und dienen nicht dazu, den Umfang der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken.

Beispiel 13

3(S)-(Phosphonoacetyl)- &sup4;-piperidein-2(R)-carbonsäure

Schritt a: N-(9-Phenylfluorenyl)- &sup4;-piperidein-2(R)-carbonsäure-tert-butylester

Löse Diisopropylamin (12 ml, 85,6 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (80 ml), kühle auf -78ºC ab und bringe unter eine inerte Atmosphäre. Gebe n-Butyllithium (52 ml einer 1,6 M Lösung in Hexan, 83,2 mmol) zu und rühre 20 Minuten bei -78ºC. Gebe Hexamethylphosphoramid und tropfenweise eine Lösung von N-(9-Phenylfluorenyl)- ³- piperidein-2(R)-tert-butylester-3-methylester (16,2 g, 32,7 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (50 ml) zu. Rühre 1 Stunde bei -78ºC, erwärine auf -48ºC und rühre 3 Stunden. Kühle auf -78ºC ab und überführe mittels Kanüle in eine -78ºC kalte Lösung von Düsopropylphenol (30,8 g, 0,17 mol) in Tetrahydrofuran (200 ml). Rühre 1 Stunde und gebe Essigsäure (5,2 ml) zu. Erwärme auf Raumtemperatur und quenche mit Wasser (100 ml). Verteile zwischen Methylenchlorid (500 ml) und Wasser (300 ml). Trenne die organische Phase ab, trockne (Na&sub2;SO&sub4;) und dampfe zu einem Rückstand ein. Reinige durch Kieselgelchromatographie, und man erhält die Titelverbindung.

Schritt b: N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]- &sup4;-piperidein-2(R)- carbonsäure-tert-butylester

Löse Methanphosphonsäurediethylester (1,14 g, 7,5 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (10 ml), kühle auf -78ºC ab und bringe unter eine inerte Atmosphäre. Gebe n-Butyllithium (4,68 ml einer 1,6 M Lösung in Hexan, 7,5 mmol) zu und rühre 20 Minuten. Gebe tropfenweise eine Lösung von N-(9-Phenylfluorenyl)- &sup4;-piperidein-2(R)- carbonsäure-tert-butylester (529 mg, 1,1 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (10 ml) zu. Rühre 4 Stunden bei -48ºC und gebe Essigsäure (2 ml) zu. Erwärme auf Raumtemperatur, dampfe zu einem Rückstand ein und reinige durch Kieselgelchromatographie (Essigsäureethylester), und man erhält die Titelverbindung.

Schritt c: 3(S)-(Phosphonoacetyl)- &sup4;-piperidein-2(R)-carbonsäure

Löse N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]- &sup4;-piperidein-2(R)- carbonsäure-tert-butylester (0,35 g) in Acetonitril und kühle auf 0ºC ab. Rühre heftig und gebe tropfenweise eine Lösung von Trifluoressigsäure (20 ml) in Wassser (2 ml) zu. Rühre 15 Minuten, erwärme auf Raumtemperatur und rühre 3 Stunden. Dampfe zu einem festen Rückstand ein, nehme in Wasser (100 ml) auf und wasche mit Toluol (100 ml). Gefriertrockne die wäßrige Phase zu einem Rückstand. Nehme den Rückstand in Acetonitril (10 ml) und Methylenchlorid (10 ml) auf. Leite einen schwachen Stickstoffstrom durch die Lösung und gebe Trimethylsilyliodid (2 ml) zu. Rühre 6 Stunden, quenche mit Wasser und wasche mit Toluol (5 x 100 ml). Gefriertrockne die wäßrige Phase und löse den erhaltenen Rückstand in Methanol (5 ml) und Isopropanol (2,5 ml). Gebe Propylenoxid (2,0 ml) zu und rühre 2 Stunden. Filtriere, und man erhält die Titelverbindung.

Beispiel 14

3(S)-(Phosphonoacetyl)-3(R)-methyl- &sup4;-piperidein-2(R)-carbonsäure

Schritt a: N-(9-Phenylfluorenyl)-3(R)-methyl- &sup4;-piperidein-2(R)-carbonsäure-tertbutylester

Löse Dusopropylamin (0,17 ml, 0,79 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (4,8 ml), kühle auf 0ºC ab und bringe unter eine inerte Atmosphäre. Gebe n-Butyllithium (0,75 ml einer 1,6 M Lösung in Hexan, 1,20 mmol) zu und kühle auf -78ºC ab. Gebe tropfenweise Hexamethylphosphoramid (0,22 ml, 1,26 mmol) zu und halte dabei die Temperatur unter -60ºC. Rühre 30 Minuten bei -78ºC und gebe tropfenweise eine Lösung von N-(9- Phenylfluorenyl)- ³-piperidein-2(R)-tert-butylester-3-methylester (380 mg, 0,79 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (5 ml) zu. Erwärme auf -50 bis -45ºC und rühre 1 Stunde, wobei die Temperatur bei -50 bis -38ºC gehalten wird. Kühle auf -78ºC ab und überführe mittels Kanüle in eine -78ºC kalte Lösung von Iodmethan (0,21 ml, 3,37 mmol). Rühre über Nacht bei -78ºC und gebe Methanol (2 ml) und Phosphorsäure (15 ml einer 0,5 M Lösung) zu. Extrahiere mit Diethylether (3 x 10 ml), trockne (Na&sub2;SO&sub4;/MGSO&sub4;) und verdampfe das Lösungsmittel unter vermindertem Druck, und man erhält ein dunkelgelbes Öl. Reinige durch Kieselgelchromatographie (25/75 Essigsäureethylesterlhexan), und man erhält die Titelverbindung (170 mg, 43%).
¹H-NMR (300MRZ, CDCl&sub3;) ppm 7.15-7.8 (m, 13), 6.12 (m, 1), 5.80 (m, 1), 3.84 (in, 1), 3.68 (s, 1), 3.52 (s, 3), 2.69 (s, 3), 1.25 (m, 1), 0.92 (s, 9).

Schritt b: N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]-3(R)-methyl- &sup4;- piperidein-2(R)-carbonsäure-tert-butylester

Löse Diethylmethanphosphonat (1,14 g, 7,5 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (10 ml), kühle auf -78ºC ab und bringe unter eine inerte Atmosphäre. Gebe n-Butyllithium (4,68 ml einer 1,6 M Lösung in Hexan, 7,5 mmol) zu und rühre 20 Minuten. Gebe tropfenweise eine Lösung von N-(9-Phenylfluorenyl)-3(R)-methyl- &sup4;-piperidein-2(R)- carbonsäure-tert-butylester (560 mg, 1,1 mmol) in wasserfreiem Tetrihydrofuran (10 ml) zu. Rühre 4 Stunden bei -48ºC und gebe Essigsäure (2 ml) zu. Erwärme auf Raumtemperatur, dampfe zu einem Rückstand ein und reinige durch Kieselgelchromatographie (Essigsäureethylester), und man erhält die Titelverbindung.

Schritt c: 3(S)-(Phosphonoacetyl)-3(R)-methyl- -&sup4;-piperidein-2(R)-carbonsäure

Löse N-(9-Phenylfluorenyl)-3(S)-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]-3(R)-methyl- &sup4;-piperidein- 2(R)-carbonsäure-tert-butylester (0,35 g) in Acetonitril und kühle auf 0ºC ab. Rühre heftig und gebe tropfenweise eine Lösung von Trifluoressigsäure (20 ml) in Wassser (2 ml) zu. Rühre 15 Minuten, erwärme auf Raumtemperatur und rühre 3 Stunden. Dampfe zu einem festen Rückstand ein, nehme in Wasser (100 ml) auf und wasche mit Toluol (100 ml). Gefriertrockne die wäßrige Phase zu einem Rückstand. Nehme den Rückstand in Acetonitril (10 ml) und Methylenchlorid (10 ml) auf. Leite einen schwachen Stickstoffstrom durch die Lösung und gebe Trimethylsilyliodid (2 ml) zu. Rühre 6 Stunden, quenche mit Wasser und wasche mit Toluol (5 x 100 ml). Gefriertrockne die wäßrige Phase und löse den erhaltenen Rückstand in Methanol (5 ml) und Isopropanol (2,5 ml). Gebe Propylenoxid (2,0 ml) zu und rühre 2 Stunden. Filtriere, und man erhält die Titelverbindung.
Die folgenden Verbindungen können in ähnlicher Weise, wie die, die vorstehend in den Beispielen 11 und 14 beschrieben wurden, hergestellt werden:
3(S)-(Phosphonoacetyl)-3(R)-methyl-5-methyl- &sup4;-piperidein-2(R)-carbonsäure;
3(S)-(Phosphonoacetyl)-3(R)-methyl-5-benzvl- &sup4;-piperidein-2(R)-carbonsäure.
Die Pyrrolidinverbindungen der Formel I, in denen R&sub5; ein Wasserstoffatom ist, können mit Techniken und Verfahren, die dem Durchschnittsfachmann gut bekannt und von ihm geschätzt sind, hergestellt werden. Ein allgemeines Syntheseverfahren zur Herstellung dieser Verbindungen wird in Schema K gezeigt. In Schema K sind alle Substituenten, wenn nicht anders gekennzeichnet, wie vorstehend definiert. Schema K IODIERUNG SUBSTITUTION Schritt ALKYLIERUNG CYCLISIERUNG SCHUTZ KUPPLUNG Fortsetzung Schema K SCHUTZGRUPPEN-ABSPALTUNG Schritt
R&sub1;' = C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest oder CF&sub3;-Gruppe
R&sub2;" = CH&sub2;C&sub6;H&sub5;-Gruppe oder C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest
R&sub7; = Et- oder t-Bu-Gruppe
Schema K liefert ein allgemeines Syntheseverfahren zur Herstellung der Pyrrolidinverbindungen der Formel I, in denen R&sub5; ein Wasserstoffatom ist.
In Schritt a wird das 4-Chloratom des geeigneten 4-Chlorbutansäureethylesters der Struktur (51) ausgetauscht, und man erhält den entsprechenden 4-Iodbutansäureethylester der Strur (52), wie vorstehend in Schema F, Schritt e beschrieben.
In Schritt b wird das 4-lodatom des geeigneten 4-Iodbutansäureethylesters der Struktur (52) durch Dibenzylamin ersetzt, und man erhält den entsprechenden 4- Dibenzylaminobutansäureethylester der Struktur (53).
Zum Beispiel wird der geeignete 4-Iodbutansäureethylester der Struktur (52) mit einem molaren Äquivalent von Dibenzylamin und einem molaren Äquivalent einer geeigneten Base, wie Kaliumcarbonat, umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise in emem geeigneten Lösungsmittel, wie Ethanol, umgesetzt. Die Reattanten werden normalerweise bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von 2 - 24 Stunden zusammen gerührt. Der 4-Dibenzylaminobutansäureethylester der Strur (53) wird durch Verdampfen des Lösungsmittels aus der Reaktionszone gewonnen. Er kann durch Kieselgelchromatographie gereinigt werden.
In Schritt c wird der geeignete 4-Dibenzylaminobutansäureethylester der Struktur (53) mit einem geeigneten Oxalsäuredialkylester der Sttutur (54) alkyliert, und man erhält den entsprechenden 4-Dibenzylamino-2-alkyloxylyl-butansäureethylester der Struktur (55).
Zum Beispiel wird der geeigute 4-Dibenzylaminobutansäureethylester der Struktur (54) (53) mit einem molaren Äquivalent des geeigneten Oxalsäuredialkylesters der Struktur (54) und einem molaren Äquivalent einer Base, wie Kaliumcarbonat, umgesetzt. Die Reakanten werden normalerweise in einem geeigneten organischen Lösungsmittelgemisch, wie Ethanol/Benzol, umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis Rückfluß über einen Zeitraum von 2 - 24 Stunden zusammen gerührt. Der 4-Dibenzylamnio-2-alkyloxylyl-butansäureethylester der Struktur (55) wird durch Ansäuern und Verdampfen des Lösungsmittels aus der Reaktionszone gewonnen. Er kann durch Kieselgelchromatographie gereinigt werden.
In Schritt d wird der geeignete 4-Dibenzylamino-2-alkyloxylyl-butansäureethylester der Struktur (55) zum entsprechenden d,l-cis-Pyrrolidin-2-carbonsäurealkylester-3- carbonsäureethylester der Struktur (56) cyclisiert.
Zum Beispiel wird der geeignete 4-Dibenzylamino-2-alkyloxylyl-butansäureethylester der Struktur (55) mit einer katalytischen Menge eines Hydrierungskatalysators, wie Palladiumhydroxid, umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Ethanol, umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise bei Raumtemperatur in Gegenwart von Wasserstoff bei einem Druck von 30 - 50 psi über emen Zeitraum von 2 - 16 Stunden geschüttelt. Der d,l-cis-Pyrrolidin-2- carbonsäurealkylester-3-carbonsäureethylester der strur (56) wird durch Filtration und Verdampfen des Lösungsmittels aus der Reaktionszone gewonnen. Er kann durch Kieselgelchromatographie gereinigt werden.
In Schritt e wird der geeignete d,l-cis-Pyrrolidin-2-carbonsäurealkylester-3- carbonsäureethylester der Struktur (56) geschützt, und man erhält den entsprechenden d,l- cis-N-(9-Phenylfluorenyl)pyrrolidin-2-carbonsäurealkylester-3-carbonsäureethylester der Struktur (57), wie vorstehend in Schema A, Schritt b beschrieben.
In Schritt f wird der geeignete d,l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl)pyrrolidin-2- carbonsäurealkylester-3-carbonsäureethylester der Struktur (57) mit dem geeigneten Phosphonatester der Struktur (5) zum entsprechenden d,l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl)-3- [(dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-2-carbonsäureester der Struktur (58) gekuppelt, wie vorstehend in Schema A, Schritt d beschrieben.
In Schritt g wird die Schutzgruppe des geeigneten d,l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl)-3- [(dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-2-carbonsäureesters der Struktur (58) entfernt, und man erhält den entsprechenden d,l-cis-3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-2- carbonsäureester der Struktur (59a) und den d,l-trans-3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-2-carbonsäureester der Struktur (59b), wie vorstehend in Schema A, Schritt f beschrieben.
Der geeignete d,l-cis-3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-2-carbonsäureester der Struktur (59a) und der d,l-trans-3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-2- carbonsäureester der Struktur (59b) können, wie vorstehend in Schema B gezeigt, in ihre Diastereomerenpaare aufgetrennt werden.
In einer anderen Ausfuhrungsform können die enantiomerenreinen 3(S)- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-2(R)-carbonsäureester und enantiomerenreinen 3(R)-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-2(S)-carbonsäureester der Formel I, wie in Schema K gezeigt, durch enzymatische Hydrolyse des geeigneten d,l-cis-3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-2-carbonsäureesters der Struktur (59a) und des d,ltrans-3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-2-carbonsäureesters der Struktur (59b), wie vorstehend in Schema D, Schritt c und Schema E, zusätzlich möglicher Schritt d beschrieben, hergestellt werden.
Außerdem können die enantiomerenreinen 3(S)- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-2(R)-carbonsäureester und enantiomerenreinen 3(R)-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-2(S)-carbonsäureester, wie in Schema K gezeigt, durch enzymatische Hydrolyse des geeigneten d,l-cis-3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-2-carbonsäureesters der Struktur (59a), wie vorstehend in Schema D, Schritt c und Schema E, zusätzlich möglicher Schritt d beschrieben, hergestellt werden.
In gleicher Weise können die enantiomerenreinen 3(S)- [(Dialkoxyphosphoryt)acetyl]pyrrolidin-2(S)-carbonsäureester und enantiomerenreinen 3(R)- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-2(R)-carbonsäureester, wie in Schema K vorgestellt, durch enzymatische Hydrolyse des geeigneten d,l-trans-3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-2-carbonsäureesters der Struktur (59b), wie vorstehend in Schema D, Schritt c und Schema E, zusätzlich möglicher Schritt d beschrieben, hergestellt werden.
Der geeignete, vorstehend in Schema K beschriebene 3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-2-carbonsäureester der Formel I kann weiter funktionalisiert werden, wie vorstehend in Schema A, Schritte g&sub1; - i beschrieben.
Die geeigneten, wie im vorstehenden Schema K beschrieben, hergestellten 3- [(funktionalisiertes-Phosphoryl)acetyl]-pyrrolidin-2-carbonsäurederivate der Formel I können auch, wie vorstehend in Schema C, Schritt a beschrieben, weiter zu den entsprechenden 3-[1-Imino-2-phosphonoethyl]-pyrrolidin-2-carbonsäurederivaten der Formel I funktionalisiert werden.
Ausgangsmaterialien zur Verwendung in Schema K sind für den Durchschnittsfachmann leicht zugänglich.
Die folgenden Beispiele zeigen typische Synthesen, wie sie in Schema K beschrieben sind. Diese Beispiele müssen als rein erläuternd verstanden werden und dienen nicht dazu, den Umfang der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken.

Beispiel 15

d,l-cis-3-(Phosphonoacetyl)pyrrolidin-4-methyl-2-carbonsäure und d,l-trans-3-(Phosphonoacetyl)pyrrolidin-4-methyl-2-carbonsäure

Schritt a: 4-Iod-3-methylbutansäureethylester

Mische 4-Chlor-3-methylbutansäureethylester (80 g), Aceton (400 ml) und Natriumiodid (100 g). Koche 8 Stunden unter Rückfluß, kühle und gebe Methylenchlorid (400 ml) zu. Filtriere und dampfe das Filtrat zu einem Rückstand ein. Verteile den Rückstand zwischen Methylenchlorid (200 ml) und Wasser (200 ml). Trenne die organische Phase ab, trockne (MgSO&sub4;) und dampfe zu einem Öl ein. Reinige durch Destillation, und man erhält die Titelverbindung.

Schritt b: 4-Dibenzylamino-3-methylbutansäureethylester

Mische 4-Iod-3-methylbutnnsäureethylester (46,1 g, 0,18 mol), Dibenzylamin (35,5 g, 0,18 mol), Kaliumcarbonat (24,9 g, 0,18 mol) und Ethanol (114 ml, über 4ÅMolekularsieb getrocknet). Koche 24 Stunden unter Rückfluß, dann rühre 48 Stunden bei Raumtemperatur. Gebe Methylenchlorid (100 ml) zu und flltriere. Dampfe das Filtrat zu einem Rückstand ein und reinige durch Kieselgelchromatographie, und man erhält die Titelverbindung.

Schritt c: 4-Dibenzylamino-3-methyl-2-tert-butyloxylyl-butansäureethylester

Mische 4-Dibenzylamino-3-methylbutansäureethylester (20,5 g, 63 mmol), Oxalsäure-tert- butylestermethylester (10 g, 63 mmol), Kaliumcarbonat (9,3 g), Ethanol (5 ml) und Benzol (150 ml). Rühre über Nacht bei Raumtemperatur unter einer Stickstoffatmosphäre. Gebe Ethanol (10 ml) zu und rühre eine weitere Stunde. Quenche mit Essigsäure, bis die dunkle Farbe sich zu einem hellen Gelb aufhellt, filtriere durch Celite und dampfe das Filtrat zu einem Öl ein. Reinige durch Kieselgelchromatographie, und man erhält die Titelverbindung.

Schritt d: d,l-cis-Pyrrolidin-4-methyl-2-carbonsäure-tert-butylester-3-carbonsäureethylester

Mische 4-Dibenzylamino-3-methyl-2-tert-butyloxylyl-butansäureethylester (10 g), 20% Palladiumhydroxid auf Kohlenstoff (1 g) und Ethanol. Bringe in eine Paar-Hydrierapparatur und hydriere 3 Stunden bei 30 psi. Filtriere und dampfe zu einem Öl ein. Reinige durch Kieselgelchromatographie, und man erhält die Titelverbindung.

Schritt e: d,l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl)pyrrolidin-4-methyl-2-carbonsäure-tert-butylester-3- carbonsäureethylester

Mische d,l-cis-Pyrrolidin-4-methyl-2-carbonsäure-tert-butylester-3-carbonsäureethylester (5 g), 9-Phenyffluorenylbromid (8,39 g, 26 mmol), Bleinitrat (3,9 g, 24 mmol), Diisopropylethylamin (5 ml, 28 mmol) und Acetonitril (100 ml). Rühre 4 Stunden bei Raumtemperatur und gebe Methylenchlorid (200 ml) zu. Filtriere durch Kieselgel und dampfe das Filtrat zu einem Öl ein. Reinige durch Kieselgelchromatographie, und man erhält die Titelverbindung.

Schritt f: d,l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl)-3-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-4-methyl- 2-carbonsäure-tert-butylester

Löse Methanphosphonsäurediethylester (9,25 g, 60 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (50 ml), kühle auf -78ºC ab und bringe unter eine Stickstoffatmosphäre. Gebe n- Butyllithium (37,5 ml einer 1,6 M Lösung in Hexan, 60 mmol) zu und rühre 1/2 Stunde. Gebe eine Lösung von d,l-ds-N-(9-Phenylfluorenyl)pyrrolidin-4-methyl-2-carbonsäure-tert- butylester-3-carbonsäureethylester (10,2 g, 20 mmol) in Tetrahydrofüran (50 ml) zu und rühre 1 Stunde bei -78ºC. Quenche mit Essigsäure und schütte in gesättigte Natriumchloridlösung (100 ml). Extrahiere mit Essigsäureethylester (2 x 100 ml) und trockne. Reinige durch Kieselgelchromatographie, und man erhält die Titelverbindung.

Schritt g: d,l-cis-3-(Phosphonoacetyl)pyrrolidin-4-methyl-2-carbonsäure und d,l-trans-3- (Phosphonoacetyl)pyrrolidin-4-methyl-2-carbonsäure

Rühre d,l-cis-N-(9-Phenylflourenyl)-3-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-4-methyl-2- carbonsäure-teri-butylester (3 g) mit Trifluoressigsäure (30 ml) und Wassser (1 ml). Blase mit einem schwachen Stickstoffstrom zu einem Rückstand ab, nehme den Rückstand in Wasser (120 ml) auf und wasche mit Essigsäureethylester (75 ml). Gefriertrockne die wäßrige Phase zu einem gelben Öl. Löse das gelbe Öl in Acetonitril (20 ml) und Methylenchlorid (20 ml). Gebe Trimethylsilyliodid (3,5 mi, 24 mmol) zu und rühre 5 Stunden. Schütte in Wasser (250 ml) und wasche mit Toluol (5 x 250 ml). Gefriertrockne die wäßrige Phase zu einem festen Rückstand. Nehme den festen Rückstand in Methanol (10 ml) und Isopropanol (5 ml) auf. Gebe Propylenoxid (2 ml) zu und rühre 1 Stunde.
Filtriere und trockne, und man erhält die Titelverbindungen. Trenne mit 0,025 M Salzsäure/Acetonitril mittels Hochleistungsflüssigchromatographie auf einer P/10 SAX M/20-24 (Whatman)-Säule, und man erhält die getrennten Titelverbindungen.

Beispiel 16

d,l-cis-3-(Phosphonoacetyl)pyrrolidin-2-carbonsäure und d,l-trans-3-(Phosphonoacetyl)pyrrolidin-2-carbonsäure

Schritt a: 4-Iodbutansäureethylester

Mische 4-Chlorbutansäureethylester (80 g), Aceton (400 ml) und Natriumiodid (100 g). Koche 8 Stunden unter Rückfluß, kühle und gebe Methylenchlorid (400 ml) zu. Filtriere und dampfe das Filtrat zu einem Rückstand ein. Verteile den Rückstand zwischen Methylenchlorid (200 ml) und Wasser (200 ml). Trenne die organische Phase ab, trockne (MgSO&sub4;) und dampfe zu einem Öl ein. Reinige durch Destillation, und man erhält die Titelverbindung (89 g); Sp. 64ºC @ 0,5 mm Hg.

Schritt b: 4-Dibenzylaminobutansäureethylester

Mische 4-Iodbutansäureethylester (43,5 g, 0,18 mol), Dibenzylamin (35,5 g, 0,18 mol), Kaliumcarbonat (24,9 g, 0,18 mol) und Ethanol (114 ml, über 4Å-Molekularsieb getrocknet). Koche 24 Stunden unter Rückfluß, dann rühre 48 Stunden bei Raumtemperatur. Gebe Methylenchlorid (100 ml) zu und filtriere. Dampfe das Filtrat zu einem Rückstand ein und reinige durch Kieselgelchromatographie, und man erhält die Titelverbindung (47 g).
¹H-NMR (9OMHz, CDCl&sub3;) ppm 3.95 (q, 2), 4.35 (s, 4), 2.40 (t, 2), 2.25 (t, 2), 1.75 (q, 2), 1.1 (t, 3).

Schritt c: 4-Dibenzylamino-2-tert-butyloxylyl-butansäureethylester

Mische 4-Dibenzylaminobutansäureethylester (19,5 g, 63 mmol), Oxalsäure-tert- butylestermethylester (10 g, 63 mmol), Kaliumcarbonat (9,3 g), Ethanol (5 ml) und Benzol (150 ml). Rühre über Nacht unter einer Stickstoffatmosphäre bei Raumtemperatur. Gebe Ethanol (10 ml) zu und rühre eine weitere Stunde. Quenche mit Essigsäure, bis die dunkle Farbe sich zu einem hellen Gelb aufhellt, filtriere durch Celite und dampfe das Filtrat zu einem Öl ein. Reinige durch Kieselgelchromatographie (Essigsäureethylester/Hexan), und man erhält die Titelverbindung.

Schritt d: d,l-cis-Pyrrolidin-2-carbonsäure-tert-butylester-3-carbonsäureethylester

Mische 4-Dibenzylamino-2-tert-butyloxylyl-butansäureethylester (10 g), 20% Palladiumhydroxid auf Kohlenstoff (1 g) und Ethanol. Bringe in eine Paar-Hydrierapparatur und hydriere 3 Stunden bei 30 psi. Filtriere und dampfe zu einem Öl ein. Reinige durch Kieselgelchromatographie (90:10 Essigsäureethylester/Hexan), und man erhält die Titelverbindung (5,2 g).

Schritt e: d,l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl-pyrrolidin-2-carbonsäure-tert-butylester-3- carbonsäureethylester

Mische d,l-cis-Pyrrolidin-2-carbonsäure-tert-butylester-3-carbonsäureethylester (5 g), 9- Phenylfluorenylbromid (8,39 g, 26 mmol), Bleinitrat (3,9 g, 24 mmol), Diisopropylethylamin (5 ml, 28 mmol) und Acetonitril (100 ml). Rühre 4 Stunden bei Raumtemperatur und gebe Methylenchlorid (200 ml) zu. Filtriere durch Kieselgel und dampfe das Filtrat zu einem Öl ein. Reinige durch Kieselgelchromatographie (70% Essigsäureethylesterlhexan), und man erhält die Titelverbindung (9,5 g).

Schritt f: d,l-ds-N-(9-Phenylfluorenyl)-3-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-2- carbonsäure-tert-butylester

Löse Methanphosphonsäurediethylester (9,25 g, 60 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (50 ml), kühle auf -78ºC ab und bringe unter eine Stickstoffatmosphäre. Gebe n- Butyllithium (37,5 ml einer 1,6 M Lösung in Hexan, 60 mmol) zu und rühre 1/2 Stunde. Gebe eine Lösung von d,l-ds-N-(9-Phenylfluorenyl)pyrrolidin-2-carbonsäure-tert- butylester-3-carbonsäureethylester (9,5 g, 20 mmol) in Tetrahydrofuran (50 ml) zu und rühre 1 Stunde bei -78ºC. Quenche mit Essigsäure und schutte m gesättigte Natriumchloridlösung (100 ml). Extrihiere mit Essigsäureethylester (2 x 100 ml) und trockne. Reinige durch Kieselgelchromatographie (70:30 Essigsäureethylesterlhexan), und man erhält die Titelverbindung (3,2 g).
¹H-NMR (300MHz, CDCl&sub3;) ppm 7.2-7.75 (m, 13), 4.05 (m, 4), 3.64 (d, 1), 3.32 (t, 1), 3.15 (m, 2), 2.92 (dd, 1), 2.79 (m, 1), 2.35 ( m, 1), 1.8 (m, 1), 1.29 (s, 9), 1.22 (m, 6).

Schritt g: d,l-cis-3-(Phosphonoacetyl)pyrrolidin-2-carbonsäure und d,l-trans-3- (Phosphonoacetyl)pyrrolidin-2-carbonsäure

Rühre d,l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl)-3-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-2- carbonsäure-tert-butylester (3 g) mit Trifluoressigsäure (30 ml) und Wassser (1 ml). Blase mit einem Stickstoffstrom zu einem Rückstand ab, nehme den Rückstand in Wasser (120 ml) auf und wasche mit Essigsäureethylester (75 ml). Gefriertrockne die wäßrige Phase zu einem gelben Öl. Löse das gelbe Öl in Acetonitril (20 ml) und Methylenchlorid (20 ml). Gebe Trimethylsilyliodid (3,5 ml, 24 mmol) zu und rühre 5 Stunden. Schütte in Wasser (250 ml) und wasche mit Toluol (5 x 250 ml). Gefriertrockne die wäßrige Phase zu einem festen Rückstand. Nehme den festen Rückstand in Methanol (10 ml) und Isopropanol (5 ml) auf. Gebe Propylenoxid (2 ml) zu und rühre 1 Stunde. Filtriere und trockne, und man erhält die Titelverbindungen (1,0 g). Trenne mit 0,025 M Salzsäure/Acetonitril mittels Hochleistungsflüssigchromatographie auf einer P/10 SAX M120-24 (Whatman)-Säule, und man erhält die getrennten Titelverbindungen, wobei die trans-Verbindung zuerst eluiert. trans ¹H-NMR C300MHz, D&sub2;O) ppm 4.8 (d, 1), 3.95 (m, 1), 3.55 (m, 1), 3.2-3.5 (m, 3), 2.51 (m, 1), 2.28 (m, 1). cis ¹H-NMR (300MHz, D&sub2;O) ppm 4.59 (d, 1), 4.19 (m, 1), 3.51 (m, 1), 3.2-3.5 (m, 3), 2.49 (m, 1), 2.41 (m, 1).
Die Pyrrolidinverbindungen der Formel I, in denen R&sub5; ein linearer C&sub1;-C&sub4;-Alkyl- oder Alkylphenylrest ist, können mit Techniken und Verfahren, die dem Durchschnittsfachmann gut bekannt und von ihm geschätzt sind, hergestellt werden. Ein allgemeines Syntheseverfahren zur Herstellung dieser Verbindungen wird in Schema L gezeigt. In Schema L sind alle Substituenten, wenn nicht anders gekennzeichnet, wie vorstehend definiert. Schema L ALKYLIERUNG Schritt KUPPLUNG SCHUTZGRUPPEN-ABSPALTUNG
R&sub1;' = C&sub1;-C&sub4;-Alklrest oder CF&sub3;-Gruppe
R&sub2;" = CH&sub2;C&sub6;H&sub5;-Gruppe oder C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest
R&sub5;' = liearer C&sub1;-C&sub4;-Alkyl- oder Alkylphenylrest
Schema L liefert ein allgemeines Syntheseverfahren zur Herstellung der Pyrrolidinverbindungen der Formel I, in denen R&sub5; ein linearer C&sub1;-C&sub4;-Alkyl- oder Alkylphenytrest ist.
In Schritt a wird der geeignete d,l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl)pyrrolidin-2- carbonsäurealkylester-3-carbonsäureethylester der Struktur (57) mit einem geeigneten Alkylierungsmittel der Formel R&sub5;'-Hal zum entsprechenden d,l-cis-N-(9- Phenylfluorenyl)pyrrolidin-2-carbonsäurealkylester-3-alkyl-3-carbonsäureethylester der Struktur (60) alkyliert.
Zum Beispiel wird der geeignete d,l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl)pyrrolidin-2- carbonsäurealkylester-3-carbonsäureethylester der Struktur (57) mit einem molaren Äquivalent einer geeigneten nicht-nukleophilen Base, wie Lithiumdiisopropylamid, umgesetzt. Die Reaktanten werden normalerweise in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Tetrahydrofliran, umgesetzt. Die Reakänten werden normalerweise über einen Zeitraum von 2 - 24 Stunden und in einem Temperaturbereich von -78ºC bis 0ºC zusammen gerührt. Der d,l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl)pyrrolidin-2- carbonsäurealkylester-3-alkyl-3-carbonsäureethylester der Struktur (60) wird durch Tieftemperaturquench in das geeignete Alkylierungsmittel der Formel R&sub5;'-Hal und anschließende Extraktion nach auf dem Fachgebiet bekannten Verfahren aus der Reaktionszone gewonnen. Er kann durch Kieselgelchromatographie gereinigt werden.
In Schritt b wird der geeignete d,l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl)pyrrolidin-2- carbonsäurealkylester-3-alkyl-3-carbonsäureethylester der Struktur (60) mit dem geeigneten Phosphonatester der Sttutur (5) zum entsprechenden d,l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl)-3- [(dialkoxyphosphoryl)acetyljpyrrolidin-2-carbonsäureester der Struktur (61) geknppelt, wie vorstehend in Schema A, Schritt d beschrieben.
In Schritt c wird die Schutzgruppe des geeigneten d,l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl)-3- [(dialkoxyphosphoryl)acetyljpyrrolidin-3-alkyl-2-carbonsäureesters der Struktur (61) entfernt, und man erhält den entsprechenden d,l-cis-3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyljpyrrolidin-3-alkyl-2-carbonsäureester der Struktur (62a) und den d,l-trans-3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyljpyrrolidin-3-alkyl--2-carbonsäureester der Struktur (62b), wie vorstehend in Schema A, Schritt f beschrieben.
Der geeignete d,l-cis-3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-3-alkyl-2- carbonsäureester der Struktur (62a) und der d,l-trans-3--
[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-3-alkyl-2-carbonsäureester der Struktur (62b) können, wie vorstehend in Schema B gezeigt, in ihre Diastereomerenpaare aufgetrennt werden.
Außerdem können der enantiomerenreine 3(S)- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-3-alkyl-2(R)-carbonsäureester und enantiomerenreine 3(R)-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyljpyrrolidin-3-alkyl-2(S)- carbonsäureester, wie in Schema K gezeigt, durch enzymatische Hydrolyse des geeigneten d,l-cis-3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-3-alkyl-2-carbonsäureesters der Struktur (62a), wie vorstehend in Schema D, Schritt c und Schema E, zusätzlich möglicher Schritt d beschrieben, hergestellt werden.
In gleicher Weise können der enantiomerenreine 3(S)- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-3-alkyl-2(S)-carbonsäureester und enantiomerenreine 3(R)-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-3-alkyl-2(R)- carbonsäureester, wie in Schema K gezeigt, durch enzymatische Hydrolyse des geeigneten d,l-trans-3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-3-alkyl-2-carbonsäureesters der Struktur (62b), wie vorstehend in Schema D, Schritt c und Schema E, zusätzlich möglicher Schritt d beschrieben, hergestellt werden.
Der geeignete, vorstehend in Schema L beschriebene 3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-3-alkyl-2-carbonsäureester der Formel I kann weiter funktionalisiert werden, wie vorstehend in Schema A, Schritte g&sub1; - i beschrieben.
Der geeignete d,l-cis-3-[(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-3-alkyl-2- carbonsäureester der Struktur (62a) und der d,l-trans-3- [(Dialkoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-3-alkyl-2-carbonsäureester der Struktur (62b) können weiter funktionalisiert werden, wie vorstehend in Schema A, Schritte g&sub1; - i beschrieben.
Die geeigneten, wie vorstehend in Schema L beschrieben, hergestellten 3- [(funktionallsiertes-Pphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-3-alkyl-2-carbonsäurederivate der Formel I können auch, wie vorstehend in Schema C, Schritt a beschrieben, weiter zu den entsprechenden 3-[1-Imino-2-phosphonoethyl]pyrrolidin-3-alkyl-2-carbonsäurederivaten der Formel I funktionalisiert werden.
Ausgangsmaterialien zur Verwendung in Schema L sind für den Durchschnittsfachmann leicht zugänglich.
Das folgende Beispiel zeigt typische Synthesen, wie sie in Schema L beschrieben sind. Dieses Beispiel muß als rein erläuternd verstanden werden und dient nicht dazu, den Umfang der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken.

Beispiel 17

d,l-cis-3-(Phosphonoacetyl)pyrrolidin-3-methyl-2-carbonsäure und d,l-irans-3-(Phosphonoacetyl)pyrrolidin-3-methyl-2-carbonsäure

Schritt a: d,l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl)pyrrolidin-2-carbonsäure-tert-butylester-3-methyl-3- carbonsäure-tert-butylester

Löse Diisopropylamin (0,6 ml, 4,3 mmol) in Tetrahydrofuran (10 ml) und kühle auf 0ºC. Gebe tropfenweise n-Butyllithlum (2,7 ml einer 1,6 M Lösung, 4,3 mmoi) zu. Rühre 1/2 Stunde bei Raumtemperatur, kühle auf -78ºC ab uns gebe tropfenweise eine Lösung von d,l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl)pyrrolldin-2-carbonsäure-tert-butylester-3- carbonsäureethylester (795 mg, 1,6 mmol) in Tetrahydrofuran (10 ml) zu. Rühre 1 Stunde bei -78ºC und dann 3 Stunden bei -30ºC. Überführe rasch mittels wasserbeheizter Kanüle in eine -78ºC kalte Lösung von Iodmethan (426 mg, 3 mmol) in Tetrahydrofuran (10 ml). Lasse über Nacht auf Raumtemperatur erwärmen. Gebe Essigsäureethylester zu und wasche mit Kochsalzlösung. Dampfe zu einem Rückstand ein und reinige durch Kieselgelchromatographie, und man erhält die Titelverbindung.

Schritt b: d,l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl)-3-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolodin-3-methyl- 2-carbonsäure-tert-butylester

Löse Methanphosphonsäurediethylester (9,25 g, 60 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (50 ml), kühle auf -78ºC ab und bringe unter eine Stickstoffatmosphäre. Gebe n- Butyllithium (37,5 ml einer 1,6 M Lösung in Hexan, 60 mmol) zu und rühre 1/2 Stunde.
Lösung von d,l-cis-N-(9-Phenylfluorenyl)pyrrolidin-3-methyl-2-carbonsäure-tert-butylester- 3-carbonsäureethylester (10,2 g, 20 mmol) in Tetrahydrofuran (50 ml) zu und rühre 1 Stunde bei -78ºC. Quenche mit Essigsäure und schütte in gesättigte Natriumchloridlösung (100 ml). Extrahiere mit Essigsäureethylester (2 x 100 ml) und trockne. Reinige durch Kieselgelchromatographie (70:30 Essigsäureethylester/Hexan), und man erhält die Titelverbindung.

Schritt c: d,l-cis-3-(Phosphonoacetyl)pyrrolidin-3-methyl-2-carbonsäure und d.l-trans-3- (Phosphonoacetyl)pyrrolidin-3-methyl-2-carbonsäure

Rühre d,l-cis-3-(Phosphonoacetyl)-3-[(diethoxyphosphoryl)acetyl]pyrrolidin-3-methyl-2- carbonsäure-tert-butylester (3 g) mit Trifluoressigsäure (30 ml) und Wassser (1 ml). Blase mit einem Stickstoffstrom zu einem Rückstand ab, nehme den Rückstand in Wasser (120 ml) auf und wasche mit Essigsäureethylester (75 ml). Gefriertrockne die wäßrige Phase zu einem gelben Öl. Löse das gelbe Öl in Acetonitril (20 ml) und Methylenchlorid (20 ml). Gebe Trimethytsilyliodid (3,5 ml, 24 mmol) zu und rühre 5 Stunden. Schütte in Wasser (250 ml) und wasche mit Toluol (5 x 250 ml). Gefriertrockne die wäßrige Phase zu einem festen Rückstand. Nehme den festen Rückstand in Methanol (10 ml) und Isopropanol (5 ml) auf. Gebe Propylenoxid (2 ml) zu und rühre 1 Stunde. Futriere und trockne, und man erhält die Titelverbindungen (1,0 g). Trenne mit 0,025 M Salzsäure/Acetonitril mittels Hochleistungsflüssigchromatographie auf einer P/10 SAX M/20-24 (Whatman)-Säule, und man erhält die getrennten Titelverbindungen.
Die Verbindungen der Formel I sind exzitatorische Aminosäureantagonisten. Sie bekämpfen die Wirkungen, die exzitatorische Aminosäuren auf den NMDA- Rezeptorkomplex haben. Sie binden bevorzugt an die Glutamatbindungsstelle, die sich auf dem NMDA-Rezeptorkomplex befindet. Sie sind nützlich zur Behandlung einer Zahl von Krankheitszuständen.
Die Verbindungen zeigen anti-convulsive Eigenschaften und sind bei der Behandlung von Epilepsie nützlich. Sie sind nützlich bei der Behandlung von grand-mal-Anfallen, petitmal-Anfällen, psychomotorischen Anfällen und autonomen Anfällen. Eine Methode, ihre anti-epileptischen Eigenschaften zu zeigen, geht über die Fähigkeit der Verbindungen, audiogene Krämpfe bei DBA/2-Mäusen zu verhindern. Dieser Test kann in der folgenen Weise durchgeführt werden.
Typischerweise wird einer Gruppe von 6 - 8 männlichen audiogen anfälligen DBA/2J Mäusen etwa 0,01 µg bis 100 µg der Testverbindung verabreicht. Die Testverbindung wird intracerebral in die laterale Kammer des Gehirns verabreicht. Einer zweiten Gruppe von Mäusen wird auf die gleiche Weise ein gleiches Volumen an Kochsalzlösung als Kontrolle verabreicht. Fünf Minuten später werden die Mäuse einzeln in Glasbehälter gesetzt und 30 Sekunden einer Geräuschstimulierung von 110 Dezibel ausgesetzt. Jede Maus wird während der Geräuschbelastung auf Anzeichen von Anfallaktivität hin beobachtet. Die Kontrollgruppe wird eine statistisch höhere Häufigkeit von Anfällen haben als die Gruppe, die die Testverbindung erhalten hat.
Eine weitere Methode, die anti-epileptischen Eigenschaften dieser Verbindungen zu zeigen, geht über ihre Fähigkeit, die Anfälle zu verhindern, die durch Verabreichung von Chinolinsäure verursacht werden. Dieser Test kann in der folgenden Weise durchgeführt werden.
Einer Gruppe von zehn Mäusen wird intracerebroventriculär 0,01-100 µg der Testverbindung in einem Volumen von 5 Mikrolitern Kochsalzlösung verabreicht. Einer zweiten Kontrollgruppe, die eine gleiche Anzahl von Mäusen enthält, wird ein gleiches Volumen an Kochsalziösung als Kontrolle verabreicht. Ungefähr 5 Minuten später wird beiden Gruppen intracerebroventriculär 7,7 Mikrogramm Chinolinsäure in einem Volumen von 5 Mikrolitern Kochsalzlösung verabreicht. Die Tiere werden danach 15 Minuten auf Anzeichen von klonischen Anfällen hin beobachtet. Die Kontrollgruppe wird eine statistisch höhere Zahl von klonischen Anfällen haben als die Testgruppe.
Die Verbindungen der Formel I sind nützlich zur Verhinderung oder Minimierung des Schadens, den innerhalb des ZNS enthaltene Nervengewebe dadurch erleiden, daß sie entweder ischemischen, hypoxischen oder hypoglycemischen Bedingungen ausgesetzt sind. Repräsentative Beispiele für solche ischemischen, hypoxischen oder hypoglycemischen Bedingungen schließen Schlaganfälle oder cerebrovasculäre Unfälle, Kohlenmonoxidvergiftung, Hyperinsulinämie, Herzstillstand, Ertrinken, physisches Trauma, Ersticken und neonatales anoxisches Trauma ein. Die Verbindungen sollten dem Patienten innerhalb von 24 Stunden nach Einsetzen der hypoxischen, ischemischen oder hypoglycemischen Bedingung verabreicht werden, damit die Verbindungen die ZNS- Schädigung, die der Patient erfährt, wirkungsvoll minimieren können.
Die Verbindungen sind außerdem nützlich bei der Behandlung von neurodegenerativen Krankheiten, wie der Huntington-Krankheit, Alzheimer-Krankheit, Altersschwachsinn, Glutarsäureämie Typ 1, Mehrfach-Infarkt-Geistesschwäche, Parkinson- Krankheit und neuronalen Schäden in Verbindung mit unkontrollierten Anfällen. Die Verabreichung dieser Verbindungen an einen Patienten, der sich in solch einem Zustand befindet, dient dazu, entweder den Patienten vor weiterer Neurodegeneration zu bewahren oder die Häufigkeit, mit der die Neurodegeneration auftritt, herabzusetzen.
Wie dem Fachmann ersichtlich ist, beheben die Verbindungen keinen ZNS-Schaden, der als Ergebnis entweder von Krankheit oder Mangel an Sauerstoff oder Zucker bereits aufgetreten ist. Wie in dieser Anmeldung verwendet, bezieht sich der Begriff "behandeln" auf die Fähigkeit der Verbindungen, weitere Schäden zu verhindern oder die Geschwindigkeit, mit der jeder weitere Schaden auftritt, zu verringern.
Die Verbindungen üben eine angsfiösende Wirkung aus und sind deshalb nützlich zur Behandlung von Angstzuständen. Diese angsfiösenden Eigenschaften können anhand ihrer Fähigkeit, Verzweiflungsschreie von Rattenjungen zu blockieren, gezeigt werden. Dieser Test basiert auf dem Phänomen, daß ein Rattenjunges, wenn es von seinem Wurf entfernt wird, einen Ultraschallschrei ausstößt. Es wurde entdeckt, daß angsfiösende Wirkstoffe diese Schreie blockieren. Die Testverfahren sind von Gardner, C.R., Distress vocalization in rat pups: a simple screening method for anniolytic drugs. J. Pharmacol. Methods 14 (1985)181-187 und Insel et al., Rat pup ultrasonic isolation calls: Possible mediation by the benzodiazepine receptor complex. Pharmacol. Biochem. Behav. 24 (1986)1263-1267 beschrieben. Die Verbindungen üben außerdem eine analgetische Wirkung aus und sind nützlich zur Bekämpfung von Schmerzen. Die Verbindungen können auch verwendet werden, um prophylaktisch das Auftreten von Migräne zu verhindern oder um einen Migräneanfall zu beenden.
Um eine dieser therapeutischen Eigenschaften ausüben zu können, müssen die Verbindungen in einer Menge verabreicht werden, die ausreicht, um die Wirkung zu hemmen, die die exzitatorischen Aminosäuren auf den NMDA-Rezeptorkomplex haben. Der Dosiernngsbereich, in dem diese Verbindungen diese antagonistische Wirkung ausüben, kann in Abhängigkeit von der entsprechenden behandelten Krankheit, der Schwere der Krankheit des Patienten, dem Patienten, der speziellen verabreichten Verbindung, der Art der Verabreichung und dem Vorhandensein von weiteren grundlegenden Krankheitszuständen des Patienten etc. breit variieren. Normalerweise zeigen die Verbindungen für jede der vorstehend aufgeführten Krankeiten oder Zustände ihre therapeutische Wirkung in einem Dosierungsbereich von etwa 0,01 mg/kg/Tag bis etwa 500 mg/kg/Tag. Wiederholte tägliche Verabreichung kann erwünscht sein und variiert nach den vorstehend aufgeführten Bedingungen.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können auf verschiedenen Wegen verabreicht werden. Sie sind wirksam, wenn sie oral verabreicht werden. Die Verbindungen können auch parenteral (d.h. subkutan, intravenös, intramuskulär, intraperitoneal oder intrathecal) verabreicht werden.
Arzneimittel können durch Verwendung von auf dem Fachgebiet bekannten Techniken hergestellt werden. Normalerweise wird eine antagonistische Menge der Verbindung mit einem pharmazeutisch verträglichen Trägermaterial zusammengemischt.
Zur oralen Verabreichung können die Verbindungen in feste oder flüssige Zubereitungen, wie Kapseln, Pillen, Tabletten, Pastillen, Schmelzen, Pulver, Suspensionen oder Emulsionen formuliert werden. Feste Einheitsdosierungsformen können Kapseln vom gewöhnlichen Gelatinetyp sein, die zum Beispiel oberflächenaktive Mittel, Gleitmittel und inerte Füllstoffe, wie Lactose, Rohrzucker und Maisstärke enthalten, oder sie können Zubereitungen mit verzögerter Freisetzung sein. In einer anderen Ausführungsform können die Verbindungen der Formel I mit herkömmlichen Tablettengrundstoffen, wie Lactose, Rohrzucker und Maisstarke, in Verbindung mit Bindemitteln, wie Gummiarabiktim, Maisstärke oder Gelatine, Sprengmitteln, wie Kartoffelstärke oder Alginsäure, und einem Gleitmittel, wie Stearinsäure oder Magnesiumstearat tablettiert werden. Flüssige Zubereitungen werden durch Lösen des Wirkstoffs in einem wäßrigen oder nicht-wäßrigen pharmazeutisch verträglichen Lösungsmittel, das außerdem auf dem Fachgebiet bekannte Suspensionsmittel, Süßstoffe, Duftstoffe und Konservierungsmittel enthalten kann, hergestellt.
Zur parenteralen Verabreichung können die Verbindungen in einem physiologisch verträglichen pharmazeutischen Träger gelöst werden und entweder als Lösung oder als Suspension verabreicht werden. Beispiele für geeignete pharmazeutische Träger sind Wasser, Kochsalzlösung, Dextroselösungen, Fructoselösungen, Ethanol oder Öle tierischen, pflanzlichen oder synthetischen Ursprungs. Der pharmazeutische Träger kann ebenfalls auf dem Fachgebiet bekannte Konservierungsmittel, Puffer etc. enthalten. Wenn die Verbindungen intrathecal verabreicht werden, können sie außerdem, wie auf dem Fachgebiet bekannt, in cerebrospinaler Flüssigkeit verabreicht werden.
Wie in dieser Anmeldung verwendet:
a) bezieht sich der Begriff Patient auf warmblütige Tiere, wie zum Beispiel Meerschweinchen, Mäuse, Ratten, Katzen, Kannichen, Hunde, Affen, Schimpansen und Menschen;
b) bezieht sich der Begriff behandeln auf die Fähigkeit der Verbindungen, den Fortschritt der Krankheit des Patienten entweder zu lindern, mildern und zu verhindern oder zu verlangsamen;
c) bezieht sich der Begriff Neurodegeneration auf ein fortschreitendes Absterben und Verschwinden einer Zahl von Nervenzellen, das in einer Art auftritt, die für einen bestimmten Krankheitszustand charattteristisch ist und zu Hirnschäden führt.
Die Verbindungen können auch mit einem beliebigen inerten Träger zusammengemischt und in Laborversuchen verwendet werden, um, wie auf dem Fachgebiet bekannt, die Konzentration der Verbindungen im Serum, Urin etc. des Patienten zu bestimmen.
Neurodegenerative Krankheiten sind typischerweise mit einem Verlust an NMDA- Rezeptoren verbunden. Deshalb können die Verbindungen der Formel I in diagnostischen Verfahren verwendet werden, um Ärzten bei der Diagnose von neurodegenerativen Krankheiten zu helfen. Die Verbindungen können nüt auf dem Fachgebiet bekannten Techniken mit Isotopen markiert werden und als bildgebende Mittel verwendet werden. Sie können dann einem Patienten verabreicht werden, um zu bestimmen, ob der Patient eine verringerte Anzahl an NMDA-Rezeptoren besitzt, und um die Geschwindigkeit zu bestimmen, mit der dieser Verlust auftritt.

Claims

1. Verbindung der Formel (I)

in der R&sub1; ein Wasserstoffatom, einen C&sub1;-C&sub4;-Alkyl-Rest oder eine CF&sub3;-Gruppe darstellt;

M ein O-Atom, ein N-O-R&sub4;- oder N-NH-R&sub4;-Rest ist, worin R&sub4; ein Wasserstoffatom, einen C&sub1;-C&sub4;-Alkyl- oder Alkylphenylrest darstellt;

A einer der folgenden Substituenten ist:

R&sub2; ein Wasserstoffatom, ein C&sub1;-C&sub4;-Alkyl-, Cycloalkyl-, Trialkylamino- oder Alkylphenylrest, eine Phenylgruppe, ein substituierter Phenylrest oder eine Trifluormethylgruppe ist;

R&sub3; ein Wasserstoffatom, einen C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest, eine Phenylgruppe, einen Alkylphenylrest oder eine Cyclohexylmethylgruppe bedeutet;

R&sub5; ein Wasserstoffatom, einen linearen C&sub1;-C&sub4;-Alkyl- oder einen Alkylphenylrest darstellt;

R&sub6; ein Wasserstoffatom, ein C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest, eine Phenylgruppe, ein Alkylphenylrest oder eine Cyclohexylmethylgruppe ist; oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon.

2. Verbindung nach Anspruch 1, in der M ein O-Atom ist.

3. Verbindung nach Anspruch 1, in der M ein N-O-R&sub4;- Rest ist.

4. Verbindung nach Anspruch 1, in der M ein N-NH-R&sub4;-Rest ist.

5. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in der R&sub3; ein Wasserstoffatom ist.

6. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in der A

ist.

7. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in der A

ist.

8. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in der A

ist.

9. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in der A

ist.

10. Verbindung nach Anspruch 8, in der R&sub5; und R&sub3; Wasserstoffatome sind.

11. Verbindung nach Anspruch 1, nämlich 3-(Phosphonoacetyl)piperidin-2- carbonsäure.

12. Verbindung nach Anspruch 1, nämlich 3(S)-(Phosphonoacetyl)piperidin-2(R)- carbonsäure.

13. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel (I) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, das umfaßt:

a) die Durchführung einer Kupplungsreaktion zwischen einem Phosphonatester, wie in der nachstehenden Struktur 5 dargestellt, wobei R&sub1; wie in Anspruch 1 definier: ist

und

b) einer geeigneten heterocyclischen Einheit ausgewählt aus der Gruppe

in der Z ein -C(O)O-alk-Rest ist, in dem alk ein linearer C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest ist, Pg eine geeignete Schutzgruppe oder ein Wasserstoffatom darstellt und R&sub2;, R&sub3;, R&sub5; und R&sub6; wie in Anspruch 1 definiert sind und

c) gegebenenfalls die Durchführung einer Schutzgruppenabspaltung, Schutzgruppeneinführung und nachfolgender Schutzgruppenabspaltung, Kondensation, Veresterung oder Trennungsreaktion mit dem erhaltenen Produkt.

14. Verwendung einer Verbindung der Formel (I) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, oder eines pharmazeutisch verträglichen Salzes davon zur Herstellung eines Arzneimittels.

15. Verwendung nach Anspruch 14, worin das hergestellte Arzneiniittel zur Bekämpfung der Wirkungen von exzitatorischen Aminosäuren auf den NMDA- Rezeptorkomplex verwendbar ist.

16. Verwendung nach Anspruch 14, worin das hergestellte Arzneimittel zur Behandlung von Epilepsie verwendbar ist.

17. Verwendung nach Anspruch 14, worin das hergestellte Arzneimittel zur Behandlung von neurodegenerativen Krankheiten verwendbar ist.

18. Verwendung nach Anspruch 14, worin das hergestellte Arzneimittel zur Verhinderung von ischämischen/hypoxischen/hypoglycämischen Schäden am Hirngewebe verwendbar ist.

19. Verwendung nach Anspruch 14, worin das hergestellte Arzneimittel zur Behandlung von Angstzuständen verwendbar ist.

20. Verwendung nach Anspruch 14, worin das hergestellte Arzneimittel zum Hervorrufen einer analgetischen Wirkung verwendbar ist.

21. Arzneimittel, das eine Verbindung der Formel (I) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon und gegebenenfalls ein pharmazeutisch verträgliches Trägermaterial und/oder Verdünnungsmittel enthält.

22. Arzneimittel nach Anspruch 21 zur Bekämpfüng der Wirkungen von exzitatorischen Aminosäuren auf den NMDA-Rezeptorkomplex.