DE69310186T2 - 1,2-dihydro-2-oxo-3-aminochinoxalin derivate, ihre verwendung als heilmittel - Google Patents
1,2-dihydro-2-oxo-3-aminochinoxalin derivate, ihre verwendung als heilmittelInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung, die im Forschungszentrum der Firma Pierre Fabre Medicament realisiert wurde, betrifft neue chemische Verbindungen, ein Verfahren zur ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Arzneimittel.
- Synthesen von 1,2-Dihydro-2-oxo-chinoxalinen mit verschiedenen Funktionen in der 3-Position sind in der Literatur bereits beschrieben. Unter diesen Verbindungen können genannt werden Ester (F.E. King und J.W. Clark-Lewis, "J. Chem. Soc.", 1953, 172-177), Amide (H. Bredereck und W. Pfleiderer, "Chem. Ber.", 87, 1119-1123 (1954) oder Amine. In dieser Kategorie beschreiben E. Schipper und A.R. Day die Synthese von 1,2-Dihydro-3- amino-2-oxo-chinoxalin ("J. Am. Chem. Soc.", 73, 5672-5675 (1951)) und J.W. Clark-Lewis beschreibt die Synthese von 1,2-Dihydro-3-aminomethyl-1-methyl- 2-oxo-chinoxalin ("J. Chem. Soc.", 1957, 422). Darüber hinaus verleiht die Anwesenheit einer Kohlenstoffkette in der 3-Position, die eine Funktion aufweist oder nicht, den Molekülen eine bronchodilatatorische Aktivität, wie sie in den folgenden Patenten beansprucht wird:
- - US-Patent 4 181 724 vom 1.1.80, Patentanmeldung Nr. 940 815 vom 11.09.78 (UPJOHN, Co.),
- - französische Patentanmeldung Nr. 89 13 961 vom 23.10.89 (Pierre Fabre Medicament).
- Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbindungen der allgemeinen Formel I
- worin bedeuten:
- R&sub1; und R&sub2; unabhängig voneinander jeweils Wasserstoff oder einen linearen oder verzweigten C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest und
- R&sub3; eine lineare oder verzweigte C&sub3;-C&sub6;-Alkyl-, -Alkenyl- oder -Hydroxyalkyl- Gruppe.
- Außerdem betrifft die Erfindung die Salze der Verbindungen der allgemeinen Formel I mit pharmazeutisch akzeptablen Säuren für den Fall, daß die Verbindungen eine ausreichende Basizität aufweisen.
- Die erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formel I können nach dem folgenden Reaktionsschema hergestellt werden:
- Die Ausgangsverbindungen der allgemeinen Formel II, in denen R für Methyl oder Ethyl steht, können nach bekannten Verfahren erhalten werden, beispielsweise denjenigen, wie sie von ABDULLA et al. in "J. Heterocyclic. Chem.", 13, 427 (1976), oder von SEN et al. in "J. Indian Chem. Soc.", Band 38, Nr. 4, 1961, S. 225-228, beschrieben sind. Der Hydroxyester II wird mit einem Reagens R&sub3;S behandelt, in dem R&sub3; die gleiche Bedeutung wie oben hat und X eine nucleophobe (aus dem Kern austretende) Gruppe aufweist, wie ein Iodatom, ein Chloratom oder ein Bromatom, oder eine Mesylat- oder Tosylat- Gruppe. Die Reaktion kann in Gegenwart einer Base wie Natriumhydrid in einem polaren aprotischen Lösungsmittel wie DMF durchgeführt werden. Sie kann auch in einem Medium wie K&sub2;CO&sub3;-Aceton durchgeführt werden. Nach der Verseifung mit Natriumhydroxid oder Kaliumhydorxid in einem alkoholischen Medium wird die erhaltene Verbindung III, in der R ein Wasserstoffatom darstellt, mit Diphenylphosphorylazid in tert-Butanol in Gegenwart einer Base wie Triethylamin behandelt. Die Reaktion wird vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 50ºC und der Siede-Temperatur von tert-Butanol durchgeführt unter Bildung der Verbindung IV über das nicht isolierte Isocyanat-Zwischenprodukt.
- Die Verbindung IV wird behandelt
- - entweder mit einer Verbindung R&sub1;Y, worin R&sub1; für eine lineare oder verzweigte C&sub1;-C&sub4;-Alkylgruppe und Y für eine labile Gruppe wie Halogen (Cl, Br, I), Mesylat oder Tosylat stehen,
- - oder mit einem C&sub1;-C&sub2;-Dialkylsulfat, und dann einer sauren Hydrolyse unterworfen zur Herstellung der Verbindung I (R&sub1; ≠ H, R&sub2; = H).
- Die Alkylierungs-Reaktion wird zweckmäßig unter Phasenumwandlungs-Bedingungen durchgeführt unter Verwendung eines mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittels wie THF und eines Phasenübergangs-Katalysators wie beispielsweise Benzyltriethylammoniumchlorid. Die saure Hydrolyse kann durchgeführt werden durch Behandlung mit alkoholischer Chlorwasserstoffsäure bei einer Temperatur zwischen der Umgebungstemperatur und der Siede- Temperatur des Lösungsmittels oder mit Trifluoressigsäure bei Umgebungstemperatur. Die gleiche Verbindung IV wird direkt einer sauren Hydrolyse unterworfen unter Bildung der Verbindung I, worin R&sub1; = R&sub2; = H.
- Die Verbindungen der allgemeinen Formel I, in denen R&sub1; und/oder R&sub2; für Wasserstoff stehen, können nach klassischen Verfahren alkyliert werden, wie sie zum Alkylieren der primären oder sekundären Amine angewendet werden, beispielsweise durch Behandlung mit einem C&sub1;-C&sub4;-Alkylhalogenid, wobei man die Verbindungen I erhält, in denen R&sub1; und R&sub2; ≠ H.
- Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne sie jedoch darauf zu beschränken.
- Zu einer Suspension von 18,25 g (0,084 mol) 2-Hydroxy-chinoxalin-3- ethyl-carboxylat in 300 ml Aceton gibt man 11,55 g (0,084 mol) Kaliumcarbonat und 22,8 ml n-Propylbromid zu und erwärmt das Ganze 7 h lang unter Rückfluß. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels unter Vakuum wird die zurückbleibende Masse mit Ethylether extrahiert. Die Mineralsalze werden anschließend abfiltriert und das Filtrat wird unter Vakuum eingedampft. Das dabei erhaltene braune Öl wird an einer Siliciumdioxid-Kolonne gereinigt. Nach dem Eluieren mit einem Ethylacetat/Hexan (30/70)-Gemisch erhält man nach dem Eindampfen 14,6 g (Ausbeute 58 %) der Verbindung 1 in Form von gelben Kristallen (F = 65ºC).
- CCM: Rf = 0,35 (Ethylacetat/Hexan (30-70)).
- Eine Lösung von 14,6 g des Esters 1 (0,056 mol) in 50 ml 95 %igem Ethanol und 56 ml 2N Natriumhydroxid (0,112 mol) wird 30 min lang bei 50ºC gerührt. Nach dem Abkühlen und Ansäuern durch Zugabe einer 1 N Chlorwasserstoffsäure-Lösung wird die erhaltene Suspension 1 h lang mit Eis gekühlt. Die Kristalle werden dann abfiltriert, mit Wasser und 95 %-igem Ethanol gewaschen und dann unter Vakuum bei 50ºC getrocknet. Man erhält so 12,24 g der Säure 2 in Form von gelben kleinen Kristallen (Ausbeute 94 %), F = 172ºC.
- CCM = Rf: 0,65 (Methanol/Chloroform (50/50)).
- Eine Lösung von 12,24 g (0,05227 mol) der Säure 2, 15,1 ml (0,11 mol) Triethylamin, 23,1 ml (0,105 mol) Diphenylphosphorylazid in 350 ml tert- Butanol wird 5 h lang unter Rückfluß erwärmt. Nach dem Eindampfen des Lösungsmittels wird das zurückbleibende Öl in einer Natriumbicarbonat-Lösung aufgenommen und mit Ethylacetat extrahiert.
- Die organische Phase wird mit Wasser und dann mit salzhaltigem Wasser gewaschen, danach über Natriumsulfat getrocknet und unter Vakuum eingeengt. Der erhaltene Feststoff wird in Ethylether verrieben, abfiltriert, gewaschen und getrocknet, wobei man 12 g weiße Nadeln der Verbindung 3 erhält (Ausbeute 75 %), F = 126-127ºC.
- CCM = Rf: 0,61 (Ethylacetat/Hexan (30/70)).
- Eine Lösung von 7,12 g (0,0234 mol) des Carbamats 3 in 50 ml Methanol und 35 ml 6N Chlorwasserstoffsäure wird 4 h lang bei Umgebungstemperatur gerührt. Man neutralisiert unter Kühlen durch Zugabe von 6N Natriumhydroxid. Die gebildeten Kristalle werden abfiltriert, mit Wasser gewaschen und bei 50ºC getrocknet. Man erhält so 4,55 g (Ausbeute 95 %) der Verbindung 4 in Form eines weißen Pulvers, F = 191-192ºC.
- CCM = Rf: 0,65 (Ethylacetat/Hexan (50/50)).
- Die oben erhaltenen Kristalle der Verbindung 4 werden in Ethanol suspendiert. Anschließend gibt man eine ethanolische Lösung von Chlorwasserstoffsäuregas zu; die Base löst sich, dann beginnt das Hydrochlorid auszufallen. Nach dem Abkühlen und Verdünnen mit Ethylether werden die Kristalle abfiltriert, dann mit einem Ethanol/Ethylether (50/50)-Gemisch und danach mit Ethylether gewaschen. Nach dem Trocknen erhält 4,25 g (Ausbeute 80 %) der Verbindung 5 in Form von weißen Kristallen, F = 188ºC (Sublimation).
- CCM = Rf: 0,65 (Ethylacetat/Hexan (50/50)).
- Eine Lösung von 9,32 g (0,03 mol) des Carbonats 3 in 100 ml Tetrahydrofuran wird 24 h lang bei Umgebungstemperatur in Gegenwart von 3,4 ml Methylsulfat, 21 ml 6N Natriumhydroxid und 684 mg Benzyltriethylammoniumchlorid gerührt.
- Nach dem Eindampfen des Lösungsmittels wird der Rückstand in Wasser aufgenommen und mit Ethylacetat extrahiert. Nach dem Waschen mit Wasser und dem Trocknen über Natriumsulfat und dem Eindampfen unter Vakuum wird das erhaltene Öl (das N-Methylcarbamat-Zwischenprodukt) mit einer Lösung von 50 ml 6N Chlorwasserstoffsäure 2 h lang bei 60ºC behandelt. Diese Lösung wird anschließend auf Eis gegossen und durch Zugabe von 6N Natriumhydroxid neutralisiert. Der gebildete Feststoff wird mit Etyhlacetat extrahiert und das Hydrochlorid wird isoliert, indem man auf die gleiche Weise wie in dem vorhergehenden Beispiel verfährt.
- Man erhält so 3,30 g (Ausbeute 65 %) der Verbindung 6 in Form von weißen Kristallen, F = 150-151ºC.
- CCM = Rf: 0,50 (Ethylacetat/Hexan (30/70)).
- Man rührt 2 g (0,009 mol) der Verbindung 6 in 15 ml N,N-Dimethylacetamid in Gegenwart von 0,4 g 60 %-igem Natriumhydrid 1 h lang bei Umgebungstemperatur. Anschließend gibt man 1,54 ml (0,025 mol) Methyliodid zu und erwärmt 1 h lang auf 60ºC.
- Nach dem Eindampfen des Lösungsmittels unter Vakuum erhält man das Hydrochlorid auf die gleiche Weise wie in den vorhergehenden Beispielen.
- Man isoliert 1,79 g weiße Kristalle der Verbindung 7 (Ausbeute = 75 %), F = 120-121ºC.
- CCM = Rf: 0,30 (Ethylacetat/Hexan (10/90)).
- Eine Lösung von 4 g 1-Prenyl-1,2-dihydro-2-oxo-tert-carbonyl-3-amino- chinoxalin (0,012 mol) in Trifluoressigsäure läßt man 30 min lang unter Rühren stehen. Nach dem Eindampfen unter Vakuum wird der Rückstand in einer Natriumbicarbonat-Lösung aufgenommen und mit Ethylacetat extrahiert. Die organische Phase wird anschließend mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und eingeengt.
- Nach der Reinigung an Silicagel erhält man durch Elution mit einem Ethylacetat/CHCl&sub3; (30/70)-Gemisch und nach der anschließenden Hydrochlorierung auf die gleiche Weise wie in den vorhergehenden Beispielen 2,5 g der Verbindung 14 in Form von weißen Kristallen (Ausbeute 78 %), F = 191ºC.
- CCM = Rf: 0,5 (Ethylacetat/Hexan (50/50().
- Eine Lösung von 4 g 1-Prenyl-1,2-dihydro-2-oxo-tert-butoxycarbonyl-3- amino-chinoxalin (0,012 mol) in 30 ml 6N Chlorwasserstoffsäure wird 2 h lang unter Rühren auf 80ºC erwärmt.
- Nach dem Abkühlen wird die Lösung auf Eis gegossen und mit 6N Natriumhydroxid neutralisiert. Der gebildete Feststoff wird nach dem Filtrieren und Waschen mit Wasser in Aceton aufgenommen, dann wird die Lösung über Natriumsulfat getrocknet und unter Vakuum zur Trockne eingedampft. Nach der Hydrochlorierung erhält man 3 g der Verbindung 17 (Ausbeute 93 %) in Form von weißen Kristallen, F = 190ºC.
- CCM = Rf: 0,25 (Ethylacetat/Hexan (50/50)).
- In der nachstehenden Tabelle I sind die synthetisierten Hauptprodukte zusammengefaßt. Tabelle I
- Mit den erfindungsgemäßen Verbindungen wurden pharmakologische Versuche durchgeführt, die ihre vorteilhaften Eigenschaften als broncholytische Agentien gezeigt haben.
- Zu diesem Zweck wurden die Verbindungen im Hinblick auf ihren antagonistischen Effekt zu Kontraktionen, die durch verschiedene Produkte nach dem nachstehend beschriebenen Versuchsprotokoll hervorgerufen worden waren, untersucht.
- Es wurde ein spiralförmiges Stück einer Luftröhre eines männlichen dreifarbigen Kaninchens mit einem durchschnittlichen Gewicht von 400 g abgeschnitten und in einen isolierten, thermostatisch bei 37ºC gehaltenen Organ-Behälter, der mit Sauerstoff-haltiger Tyrode-Lösung gefüllt war, eingeführt. Es wurden die durch die verschiedenen Vermittler hervorgerufenen isometrischen Kontraktionen mit einem Meßfühler UC2 Gould Statham (der Firma Gould Inc., Oxanard, Californien, USA) oder UF1 Palmer Bioscience, der mit einer potentiometrischen Registrier-Einrichtung verbunden war (Linseiss, Selb, Deutschland) aufgezeichnet.
- Zu Beginn des Versuchs wird das Luftröhren-Stück einer Belastung von 1 g unterworfen und 1 h lang ruhen gelassen.
- Es werden die folgenden Vermittler-Konzentrationen (die im allgemeinen eine maximale Kontraktion hervorrufen) verwendet: Histamindihydrochlorid 10 µg/ml; Kaliumchlorid 1850 µg/ml. Die angewendeten Agens-Konzentrationen führen zu Kontraktionen, die nach 5 bis 15 min, je nach den Agentien, maximal werden und anschließend sich auf einer Ebene halten. Eine Konzentration des untersuchten Produkts wird für jede Kontraktion verabreicht und das Produkt wird 5 min lang mit der Luftröhre im Kontakt belassen. Man mißt die gegebenenfalls erhaltene Inhibierung am Ende dieses Zeitraums (Prozentsatz der Änderung der Amplitude der Kontraktion). Die Luftröhre wird anschließend 15 s lang gewaschen und etwa 10 min lang ruhen gelassen (die für die Rückkehr des Grund-Tonus erforderliche Zeit), bevor eine neue Kontraktion hervorgerufen wird.
- Die in Wasser unlöslichen Produkte werden in einer Konzentration von 0,178 Vol./Vol.% (End-Konzentration in dem Bad) Dimethylsulfoxid (DMSO) verdünnt. Diese DMSO-Konzentration bringt keinerlei Effekt gegenüber den Kontraktionen der verschiedenen untersuchten Agentien mit sich.
- Die zu 50 % inhibierenden Konzentrationen (IC&sub5;&sub0;) werden errechnet unter Anwendung eines SAS-Programmes (statistisches Analysensystem), das von Bliss und Cattel vorgeschlagen wurde (C.I. BLISS und McK. CATTEL in "Biological Assay Ann. Rev. Physiol.", 5, 479, 1943).
- Die mit bestimmten erfindungsgemäßen Verbindungen erhaltenen Ergebnisse sind beispielhaft in den folgenden Tabellen II und III angegeben. Tabelle II Antagonismus zum Effekt von Kaliumchlorid Tabelle III Antagonismus zum Effekt von Histamin
- Die erfindungsgemäßen Verbindungen wurden außerdem unter Anwendung des Pleuritis (Rippenfellentzündungs)-Modells mit Zymosan bei einer Ratte (Tarayre et al., "Pharmacol. Res.", 21, 385, 1989) nach dem folgenden Versuchsprotokoll getestet:
- In den Pleural-Hohlraum von männlichen Sprague Dawley-Ratten, die mit Ether leicht anästhesiert werden, werden 10 mg Zymosan in einem Volumen von 0,15 ml mit 0,9 %igem sterilem NaCl injiziert. Die Tiere werden 1 h später getötet und das Pleural-Exsudat wird entnommen und bestimmt.
- Die Tiere werden seit dem Vorabend fasten gelassen. Die Produkte werden 1 h vor der Injektion des pathogenen Agens in einer Dosis von 100 mg/kg peroral verabreicht.
- Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IV angegeben. Tabelle IV
- Die erfindungsgemäßen Verbindungen stellen Bronchodilatatoren dar, die für die Behandlung von Erkrankungen, beispielsweise obstruktiven chronischen Bronchopneumopathien, Atmungsinsuffizienz und Emphysem, verwendet werden können.
- Die pharmazeutischen Zusammensetzungen können in einer für die Verabreichung auf oralem, rectalem, parenteralem oder lokalem Wege geeigneten Form, beispielsweise in Form von Kapseln, Tabletten, Granulaten, Dragees oder trinkbaren Lösungen, Sirupen oder Suspensionen, Aerosolen oder puverisierbaren Lösungen, die geeignete Exzipienten enthalten, formuliert werden. Die tägliche Dosierung kann 50 bis 1000 mg betragen.
Claims (9)
1. 1,2-Dihydro-2-oxo-3-amino-chinoxalin-Derivate der allgemeinen Formel
worin bedeuten:
R&sub1; und R&sub2; unabhängig voneinander jeweils Wasserstoff oder einen linearen
oder verzweigten C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest und
R&sub3; eine lineare oder verzweigte C&sub3;-C&sub6;-Alkyl-, -Alkenyl- oder -Hydroxyalkyl-
Gruppe,
und ihre Salze mit pharmazeutisch akzeptablen Säuren.
2. Derivate der allgemeinen Formel (I) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß sie ausgewählt werden aus der Gruppe:
- 1-n-Propyl-1,2-dihydro-2-oxo-3-amino-chinoxalin
- 1-n-Propyl-1,2-dihydro-2-oxo-3-methylamino-chinoxalin
- 1-n-Propyl-1,2-dihydro-2-oxo-3-dimethylamino-chinoxalin
- 1-n-Butyl-1,2-dihydro-2-oxo-3-amino-chinoxalin
- 1-n-Butyl-1,2-dihydro-2-oxo-3-methylamino-chinoxalin
- 1-n-Butyl-1,2-dihydro-2-oxo-3-dimethylamino-chinoxalin
- 1-Allyl-1,2-dihydro-2-oxo-3-amino-chinoxalin
- 1-Allyl-1,2-dihydro-2-oxo-3-methylamino-chinoxalin
- 1-Allyl-1,2-dihydro-2-oxo-3-dimethylamino-chinoxalin
- 1-Prenyl-1,2-dihydro-2-oxo-3-methylamino-chinoxalin
- 1-Prenyl-1,2-dihydro-2-oxo-3-dimethylamino-chinoxalin
- (3-Methyl-3-hydroxy)-1-butyl-1,2-dihydro-2-oxo-3-amino-chinoxalin
- (3-Methyl-3-hydroxy)-1-butyl-1,2-dihydro-2-oxo-3-methylamino-
chinoxalin
in Form ihrer Base oder ihrer therapeutisch akzeptablen Salze.
3. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach einem der Ansprüche
1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Derivat der 1,2-Dihydro-2-oxo-
chinoxalin-3-carbonsäure der allgemeinen Formel
worin R für ein Wasserstoffatom steht und R&sub3; wie oben definiert ist,
mit Diphenylphosphorylazid in tert-Butanol behandelt, das gebildete Derivat
gegebenenfalls alkyliert, es in einem sauren Medium hydrolysiert und dann
das nach der Hydrolyse erhaltene Derivat gegebenenfalls alkyliert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die
Umsetzung mit Diphenylphosphorylazid in tert-Butanol zwischen 50ºC und der
Siedetemperatur des tert-Butanols durchführt.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Alkylierungsreaktion unter Verwendung eines Reagens R&sub1;Y, worin bedeuten:
- R&sub1; eine lineare oder verzweigte C&sub1;-C&sub4;-Alkylgruppe und
- Y eine labile Gruppe wie Cl, Br, I, Mesylat, Tosylat,
oder eines C&sub1;-C&sub2;-Dialkyl-sulfats durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Alkylierung unter Phasenumwandlungsbedingungen durchgeführt wird unter
Verwendung eines biphasischen Mediums, das besteht aus einem Lösungsmittel wie
Tetrahydrofuran, einer wäßrigen Phase wie Natriumhydroxid oder
Kaliumhydroxid, und einem Katalysator wie Benzyltriethylammoniumchlorid.
7. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stufe der sauren Hydrolyse in einer Säure wie
alkoholischer Chlorwasserstoffsäure bei einer Temperatur zwischen
Umgebungstemperatur und der Siedetemperatur des Lösungsmittels oder in
Trifluoressigsäure bei Umgebungstemperatur durchgeführt wird.
8. Die Verbindungen nach einem der Ansprüche 1 und 2 als neue
Arzneimittel, die beispielsweise für die Behandlung von Erkrankungen, wie
chronischen Obstruktions-Bronchopneumopathien, Atmungsinsuffizienz und
Emphysem verwendbar sind.
9. Pharmazeutische Zusammensetzungen, dadurch gekennzeichnet, daß
sie als Wirkstoff (aktives Prinzip) mindestens eine Verbindung nach einem der
Ansprüche 1 und 2, assoziiert mit einem pharmazeutisch inerten Träger,
enthalten.
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