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Die vorliegende Erfindung betrifft
neue Oxidationsderivate von Indolylalkylaminen, Melatoninagonisten,
ihr Herstellungsverfahren und ihre Verwendung als Arzneimittel.
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Das Melatonin, N-Acetyl-5-methoxytryptamin,
ist ein Hormon der Zirbeldrüse,
welches von Lerner & al.
(J. am. Chem. Soc., 80, 1958, 2587) isoliert wurde, und Objekt einer
Anzahl von Studien betreffend seine zirkadiane Aktivität im Schlafrhythmus,
seine Wirkungen auf die Produktion von Testosteron, seine Aktivität auf Höhe des Hypothalamus
und bei psychiatrischen Erkrankungen.
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Es wurde die Verwendung des Melatonins
und seiner Analogen insbesondere zur Behandlung von Depression und
psychiatrischen Erkrankungen, im Besonderen Stress, Angst, Depression,
Insomnie, Schizophrenie, Psychosen, Epilepsie, und ebenso zur Behandlung
von Schlafstörungen
in Verbindung mit Reisen („Jet
Lag"), neurodegenerativen
Erkrankungen des zentralen Nervensystems, wie der Parkinson-Krankheit oder
der Alzheimer-Krankheit,
zur Behandlung von Krebs, oder auch als Kontrazetivum oder Analgetikum
ins Auge gefasst.
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Jedoch erwies sich die direkte Verwendung
des Melatonins in vivo nicht als zufriedenstellend, im Hinblick
auf eine erste hepatische Passage, bei der mehr als 90% des Wirkstoffs
extrahiert wurden.
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Es wurden verschiedene Analoge des
Melatonins beschrieben, wobei zwei Forschungswege beschritten wurden,
welche sich entweder auf die Substituenten des Melatonins stützten (WO-A-89/01472, US-A-5 283
343, US-A-5 093 352 oder WO-A-93/11761), oder auf den aromatischen
Kern, wobei die Indolylgruppe durch ein Naphtyl ersetzt wurde (FR-A-2
658 818, FR-A-2 689 124).
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Die vorliegende Patentanmeldung betrifft
somit die Herstellung neuer Indolylalkylaminoxidationsderivate und
ihre Verwendung als Arzneimittel.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
somit neue Derivate der allgemeinen Formel I
eine der beiden folgenden
Radikale darstellt:
R2 und R3 Wasserstoff, ein
Hydroxyl- oder (C
1-C
6)-Alkoxylradikal sind,
und wenigstens einer der Substituenten R2 oder R3 kein Wasserstoffatom
darstellt und ein Hydroxyl- oder (C
1-C
6)-Alkoxylradikal, insbesondere ein Methoxyradikal,
darstellt, R5 ein Wasserstoffatom, ein Alkylradikal mit C
1-C
6, Aryl, Aralkyl
mit einem Alkylbereich von C
1-C
6,
jeweils gegebenenfalls substituiert durch ein oder mehrere Halogene,
ein Amino-, (C
1-C
6)-Alkylamino-
oder Di(C
1-C
6)-alkylamino-,
Arylalkylamino-, Aralkylamino- oder Diaralkylaminoradikal, ein (C
1-C
6)-Alkoxy-, C
1-C
6-Alkyloxycarbonyl-,
Aryloxycarbonyl- oder Aralkyloxycar bonylradikal, darstellt, R8 oder
R9 unabhängig voneinander
ein Wasserstoffatom oder ein (C
1-C
6)-Alkylradikal darstellen, ihre Racemate,
ihre reinen Enantiomeren oder deren Mischungen in allen Verhältnissen,
und ihre therapeutisch geeigneten Salze, mit Ausnahme von N-[2-(5-Methoxy-2-oxo-2,3-dihydroindol-3-yl)ethyl] acetamid.
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Als niedere oder (C1-C6)-Alkyle, Alkoxy- oder Perhalogenealkyle
werden im Allgemeinen Radikale verstanden, deren Alkylrest zwischen
1 und 6 Kohlenstoffatomen enthält.
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Es handelt sich bevorzugt um lineare
oder verzweigte Alkylreste mit C1-C4, insbesondere um Methyl, Ethyl, n-Propyl,
i-Propyl, n-Butyl,
i-Butyl oder t-Butyl.
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Als Aryl werden im Allgemeinen aromatische
und heteroaromatische Gruppen bezeichnet, insbesondere die Aryle
Phenyl, Thienyl, Furanyl, Pyridyl oder Naphtyl.
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Die Arylradikale können auch
mit einem oder mehreren Substituenten, insbesondere niederen Alkylradikalen,
niederen Alkoxy- oder Halogenradikalen, wie oben definiert, substituiert
sein.
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Unter Aralkyl mit einem Alkylbereich
von C1-C6 wird die
Kombination eines C1-C6-Alkyls
und eines Aryls, wie oben definiert, verstanden. Es handelt sich
bevorzugt um ein gegebenenfalls substituiertes Benzylradikal.
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Bei den Halogenradikalen handelt
es sich bevorzugt um Fluor-, Chlor, Brom- und/oder Iodradikale.
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Bei den Perhalogenradikalen handelt
es sich bevorzugt um Perfluorradikale.
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Wenn die erfindungsgemäßen Derivate
wenigstens einen asymmetrischen Kohlenstoff der Konfiguration R
oder S enthalten, betrifft die vorliegende Erfindung ebenso die
Racemate der Derivate gemäß Formel
I sowie ihre reinen Enantiomeren oder ihre Mischungen in allen Verhältnissen.
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Die therapeutisch geeigneten Salze
der erfindungsgemäßen Derivate
sind auf dem Gebiet übliche
organische oder anorga nische Salze, insbesondere die Chlorhydrate,
Tosylate, Mesilate, Citrate sowie die Solvate, wie die Hydrate oder
Hemihydrate der Verbindungen gemäß Formel
I.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
das Verfahren zur Herstellung der Derivate der allgemeinen Formel I,
wie oben definiert, welche durch Oxidation gemäß den üblichen Verfahren von Indolylalkylaminvorläufern, wie
dem Melatonin oder dem 1-Methyl-melatonin,
erhalten werden.
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Beispiel 1
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Formel: C13H16N2O3M
= 248,28 g·mol–1 N-[2(5-Methoxy-2-oxo-2,3-dihydroindol-3-yl)ethyl]acetamid
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Zu einer Lösung von Melatonin (1 mmol)
in DMSO (1 Äqu.)
wird 12 N Salzsäure
gegeben (2 Äqu.). Das
Ganze wird eine Nacht bei Umgebungstemperatur umgesetzt. Danach
werden 1 ml Wasser und anschließend
eine Ammoniaklösung
(32%) bis zur Neutralität
zugegeben. Dann wird mit Ethylacetat extrahiert. Nach Verdampfung
des Lösungsmittels
wird das Produkt mit Ether gewaschen.
Schmelzpunkt: 160–3°C.
RMN: 1H (CDCl3, DMSO d-6,
1/1): 1,88 (s, 3H, NCOCH3); 2,07 (m, 2H,
CH2 in (3-Acetamid); 3,23–3,45 (m,
3H, H-3 und -CH2N); 3,74 (s, 3H, OCH3); 6,72 (m, 2H, H-4 und H-6); 6,94 (s, 1H,
H-7); 7,81 (s groß,
1H, NH-Amid); 10,1 (s groß,
1H, H-1). 13C (CDC13,
DMSO d-6, 1/1): 177,6 (C-2, C=O Oxindol); 168,4 (C=O, Amid); 153,6 (C-5);
134,5 (C-7a); 129,2 (C-3a); 110,9, 109,9 und 108,2 (C-4, 6 und 7);
54,1 (OMe); 42,4 (C-3);
34,7 (-CH2N); 28,8 (CH2 in
(3-Acetamid); 21,3 (Methylamid).
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Beispiel 2
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Formel: C14H18N2O3M
= 262,30 g·mol–1 N-[2-(5-Methoxy-l-methyl-2-oxo-2,3-dihydroindol-3-yl)ethyl]acetamid
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In einem 25-ml-Kolben wird Melatonin
(600 mg) in DMSO (2 ml) gelöst
und anschließend
Kaliumkarbonat (6 Tabletten, ca.
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300 mg) zugegeben. Nach 15minütigem Rühren wird
Methyliodid (0,6 ml) zugegeben. Das Ganze wird eine Nacht gerührt, mit
Wasser verdünnt,
anschließend
mit 2 N Salzsäure
angesäuert.
Nach Extraktion (Dichlormethan, 3 Mal), Waschen mit saurem Wasser,
Trocknen auf Magnesiumsulfat und Verdampfen des Lösungsmittels
wird N-[2-(5-Methoxy-1-methylindol-3-yl)ethyl]acetamid erhalten.
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Zu einer Lösung von N-[2-(5-Methoxy-1-methylindol-3-yl)ethyl]acetamid
(1 mml) in DMSO (1 Äqu.) wird
12N Salzsäure
(2 Äqu.)
gegeben. Das ganze wird eine Nacht bei Umgebungstemperatur umgesetzt.
Anschließend
werden 1 ml Wasser und dann eine Ammoniaklösung (32%) bis zur Neutralität zugegeben.
Die Extraktion findet mit Ethylacetat statt. Nach Verdampfen des
Lösungsmittels
wird das Produkt mit Äther
gewaschen.
RMN: 1H (Aceton d-6): 1,
87 (s, 3H, NCOCH3); 2,01 (m, 2H, CH2 in (3-Acetamid); 3,11 (s, 3H, N-CH3); 3,21–3,45 (m,
3H, H-3 und -CH2N); 3,75 (s, 3H, OCH3); 6,81 (m, 2H, H-4 und H-6); 7,05 (s, 1H,
H-7); 7,56 (s groß,
1H, NH-Amid).
13C (CDCl3):
177,1 (C-2, C=O Oxindol); 170,2 (C=O, Amid); 155 (C-5); 137,4 (C-7a);
129,6 (C-3a); 112,1, 111,1 und 108,0 (C-4, 6 und 7); 55,4 (OMe);
43,7 (C-3); 36,6 (-CH2N); 29,1 (CH2 in (3-Acetamid);
25,8 (Methyl auf Indolstickstoff); 22,5 (Methylamid).
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Biologische Aktivität
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Die hypnotischen und sedativen Wirkungen
der oben hergestellten erfindungsgemäßen Derivate wurden mit denen
dreier Vergleichsprodukte, dem Diazepam, dem Natriumpentobarbital
und dem Melatonin, bei 10 bis 14 Tage alten Küken vom Stamm mit der Nummer
JA657 verglichen. Die Tests wurden an Küken durchgeführt, die
entweder 7 Tage vor dem Versuchstag permanenter Helligkeit oder
abwechselnd 12 Stunden Dunkelheit (20 Uhr bis 8 Uhr) und 12 Stunden
Helligkeit (8 Uhr bis 20 Uhr) ausgesetzt waren. Bei beiden Programmen
wurde die Helligkeit durch eine Halogenlampe (300 W), welche 30
cm unterhalb der Terrari umsdecke platziert war, erzeugt. Die Tests
wurden zwischen 14 und 15 Uh durchgeführt. Während der Tests schwankten
die Lebendgewichte der Küken
zwischen 85 und 120 g.
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Die Küken wurden in Dreiergruppen
in identischen Terrarien von 30 cm × 50 cm × 30 cm Größe gehalten. Die getesteten
Produkte wurden auf intramuskulärem
Weg (IM) in den pektoralen Hauptmuskel in einer Wasser-Ethanol-Lösung (Lösung Ethanol/
destilliertes Wasser, 50/50, V/V) mit einem Verhältnis von 0,2 ml Ethanol-Lösung auf
100 g Lebendgewicht verabreicht. Die verabreichten Dosen der untersuchten
Produkte (neue erfindungsgemäße Verbindungen
und Vergleichssubstanzen) entsprachen 1 oder 2 μM auf 100 g Lebendgewicht. Das
Placebo entsprach 0,2 ml der Ethanol/destilliertes Wasser-Mischung
(aa) auf 100 g Lebendgewicht. Die Wirkung des als Lösungsmittel
verwendeten Ethanols wurde zuvor mit der physiologischen Lösung (0,9%-iger
NaCl-Lösung)
oder mit der von destilliertem Wasser verglichen.
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Die Wasser-Ethanol-Lösungen der
verwendeten Produkte wurden extemporal durch successive Verdünnung einer
Stammlösung
hergestellt, welche erhalten worden war, indem 10 bis 20 μM des Produkts
exakt abgewogen, zu 1 ml reinem Ethanol gegeben, unter Ultraschall
gerührt
und schließlich
mit 1 ml destilliertem Wasser für
injizierbare Präparationen
auf 2 ml aufgefüllt
worden war. In den Tabellen I und II sind die Ergebnisse wiedergegeben,
die nach IM-Verabreichung von gleichen Dosen mit 1 und 2 μMol der getesteten
Produkte, gelöst
in 0,2 ml der Ethanol-Wasser-Mischung pro 100 g Lebendgewicht an
Küken,
die den alternierenden oder permanenten Helligkeitsprogrammen ausgesetzt
waren, erhalten wurden. Bei jedem Küken wurde das injizierte Volumen
in Abhängigkeit
des realen Lebendgewichts auf 0,2 ml pro 100 g Lebendgewicht eingestellt.
Die beobachteten Parameter sind die Bewegungsaktivität im Wachzustand
der Küken über einen
Zeitraum von 2 Stunden, was 6 theoretischen Wach-Schlaf-Zyklen von Küken dieses Alters entspricht.
Sie wurden von einer Videokamera 90 (Tests mit alternierender Helligkeit) bis
260 Minuten (Tests mit permanenter Helligkeit) aufgezeichnet.
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Es werden fünf Wachsamkeitsstadien definiert:
Stadium
1: | Aktiver
wacher Zustand; |
Stadium
2: | Tier
legt sich hin, hält
den Kopf mit Tonus, Auge offen; |
Stadium
3: | Leichter
Schlaf, schläft
ein; Auge geschlossen, vorübergehend
geöffnet,
unbewegliche Haltung, durch Stimulation nicht verändert; |
Stadium
4: | Tiefer
Schlaf: entspannter Hals charakteristische Kopfhaltung unter dem
Flügel
oder nach hinten; |
Stadium
5: | Schlaf
im Stehen: Auge geschlossen, immobil, Kopf herunterhängend (katatonisch). |
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Diese fünf Stadien entsprechen annäherungsweise
den Wach- und Schlafstadien,
die bei der Untersuchung der elektroencephalografischen Verläufe bei
dieser Art definiert wurden. Die Übereinstimmung ist folgendermaßen:
- – Tiefschlag
im Liegen: Stadium 4 = „Slow
Wave Sleep" (SWS)
- – Schlaf
im Stehen = „Sleep-like
State 1" (SLSI).
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Das Stadium 3, Einschlafen, könnte den
paradoxen Schlafphasen entsprechen, beispielsweise mit Kopfbewegung.
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Die Küken wurden durch einen geübten Beobachter
mit einem Kontrollvideo wenigstens eine Stunde nach dem Aufwachen
der Tiere weiter beobachtet.
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Es wurden 2 Stimuli verwendet, um
die Beobachtungen des Verhaltens der Küken in regelmäßigen Abständen zu
bestätigen:
- – Das
durch den Aufprall eines Kunststoffobjekts auf den Terrariumsdeckel
verursachte Geräusch,
vergleichbar mit dem, das ein Küken
mit dem Schnabel auf Glas macht, was einem mäßigen Stimulus entspricht.
Dies wurde in jedem Beobachtungszeitraum durchgeführt (d.
h. alle 5 Minuten);
- – Das
Einbringen eines metallischen Futternapfs, gefüllt mit gewöhnlichem Futter, welcher 2
Minuten in dem Terrarium ge lassen wird. Es handelt sich um einen
starken Stimulus, welcher den Sehsinn, den Hörsinn und den Geruchssinn anspricht.
Dies wurde alle 15 Minuten, d. h. wenigstens 6 Mal bei jedem Versuch,
durchgeführt.
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Das Aufwachen wird dadurch definiert,
dass ein Verhalten gezeigt wird, welches aus der Suche und Aufnahme
von Futter oder Wasser besteht.
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Die Schlafphase (TS) ist durch die
Summe der Dauer der leichten Schlafphasen (Stadium 3), Tiefschlafphasen
(Stadium 4) und Stehend-Schlafphasen (Stadium 5) definiert. Die
Sedationszeit nach dem Aufwachen entspricht Stadium 2.
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Die Einschlaf zeit (TA) entspricht
(etwa 1 Minute) der Zeit, die für
das Übergehen
vom aktiven Wachzustand (Stadium 1) in einen nicht wachen Zustand
(Stadien 3, 4 und 5) notwendig ist.
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Die hypnotischen und sedativen Wirkungen
der untersuchten Produkte auf die Tagesaktivität von 10 bis 14 Tage alten
Küken,
welche wenigstens 7 Tage zuvor entweder einem Programm der permanenten
Helligkeit (Tabelle I) oder einem Programm der abwechselnden Helligkeit
(Tabelle II) von 12 Stunden am Tag (8 Uhr bis 20 Uhr) und 12 Stunden
Dunkelheit (20 Uhr bis 8 Uhr) ausgesetzt waren, sind in den Tabelle
I und II wiedergegeben. Die Tests wurden am Tag zwischen 14 und
15 Uhr durchgeführt.
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Für
jedes getestete Produkt wurden anhand von Gruppen zu 3 Tieren mehrere
Messreihen durchgeführt;
jeder in den Tabellen angegebene Wert ist der Mittelwert jeder Gruppe
zu 3 Hühnchen.
Wenn die Anzahl der Gruppen über
oder gleich 2 ist, stellen die angegebenen Zahlen die beobachteten
mittleren Grenzwerte dar.
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Tabelle
I
Versuche bei permanenter Helligkeit unter Verabreichung der
Produkte zwischen 14 und 15 Uhr
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Tabelle
II Versuche bei alternierender Helligkeit (Licht von 8 Uhr bis 20
Uhr; Dunkelheit von 20 Uhr bis 8 Uhr) unter Verabreichung der Produkte
zwischen 14 Uhr und 15 Uhr
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Erläuterungen:
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- – NA:
Nicht anwendbar, die Tiere blieben während des gesamten Beobachtungszeitraums
wach;
- – TA:
Einschlaf zeit entspricht der Zeit, die zum Übergehen vom aktiven Wachzustand
in einen nicht wachen Zustand nötig
ist;
- – TS:
Schlafzeit, entspricht der Dauer der Schlafphase vom Einschlafen
bis zum Aufwachen;
- – Sedationszeit:
Nach dem Aufwachen, Periode der Inaktivität, entspricht dem oben definierten
Stadium 2.
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Unter den Testbedingungen, bei denen
die Tiere einem Programm der alternierenden Helligkeit ausgesetzt
waren, ist die hypnotische Wirkung des Melatonins bei Verabreichung
zwischen 14 und 15 Uhr gleich Null (Tabelle II).
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Durch Aussetzen der Küken alternativen
Programmen alternierender und permanenter Helligkeit konnte experimentell
gezeigt werden, dass das Melatonin keine direkte, auf seine Struktur
zurückzuführende hypnotische
Wirkung aufweist. Seine hypnotische Wirkung ist abhängig von
der Aktivität
des Enzyms N-Acetyl-Transferase
(NAT) in der Zirbeldrüse
des Kükens
zum Zeitpunkt der Verabreichung des Melatonins. Das Enzym NAT ist
ein Acetylierungsenzym. In Anwesenheit des Enzyms NAT in der Zirbeldrüse des Kükens bei einem
Programm permanenter Helligkeit induziert die IM-Verabreichung von
Melatonin eine hypnotische Wirkung von starker Intensität (zwischen
208 und 253 Minuten Schlaf bei einer Dosis zwischen 1 μM und 2 μM Melatonin/100
g Lebendgewicht). Das Melatonin ist somit der Vorläufer von
acetylierten Metaboliten mit direkter hypnotischer Aktivität, unter
denen sich die Verbindungen der Beispiele 1 und 2 befinden.
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Die erhaltenen Ergebnisse zeigen
für die
erfindungsgemäßen Derivate
und bei den Tieren, die einem alternierenden Helligkeitsprogramm
ausgesetzt waren, eine hypnotische Wirkung über der der Vergleichsprodukte
(Pentobarbital, Melatonin) und gleich der des Diazepam.
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Die Verbindung von Beispiel 1 (2
Oxo-Melatonin) ist das Produkt einer Oxidation des Melatonins, welche
zu der Reduktion der freien Radikalen führen könnte. Es konnte seine Anwesenheit
im Gehirn (insbesondere der Zirbeldrüse) von Schafen, die in der
Mitte der Nacht getötet
worden waren, durch gekoppelte Gaschromatographie und Massenspektrometrie
gezeigt werden.
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Die erfindungsgemäßen Derivate sind somit insbesondere
vorteilhaft bei der Behandlung von Erkrankungen, die mit der Störung der
Melatoninaktivität
in Verbindung stehen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
somit Derivate der zuvor definierten allgemeinen Formel I und ihre Verwendung
in der Therapie, insbesondere zur Behandlung von Depressionen und
psychiatrischen Störungen,
insbesondere Stress, Angst, Depression, Insomnie, Schizophrenie,
Psychosen, Epilepsie, aber auch zur Behandlung von Schlafstörungen in
Verbindung mit Reisen („Jet
Lag"), neurodegenerativen
Erkrankungen des zentralen Nervensystems, wie der Parkinson-Krankheit
oder der Alzheimer-Krankheit,
zur Behandlung von Krebs, oder auch als Kontrazeptivum oder Analgetikum.
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Die erfindungsgemäßen Melatoninanalogen sind
ebenso zur Behandlung der gutartigen Hyperplasie der Prostata, Krebserkrankungen
der Haut, Hauterkrankungen, wie Psoriase, Akne, Mycosen, Glaukom,
sowie zur Stärkung
des Immunsystems geeignet.
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Sie sind ebenso zur Verhinderung
der Symptome der Menopause, des prämenstruellen Syndroms, der Auswirkungen
des Alterns und des plötzlichen
Kindstods geeignet.
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Sie sind ebenso zur veterinären Verabreichung
zur Regulierung der Geburten von Wiederkäuern geeignet.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
somit ebenso pharmazeutische Zusammensetzungen, die zur Verabreichung
der Derivate gemäß der allgemeinen
Formel I, insbesondere auf oralem, parenteralem oder rektalem Weg,
in Form von Kapseln, Tabletten, Gelen, trinkbaren Lösungen,
injizierbaren Lösungen,
auch Retardierungsformen und Verbänden zur verlängerten
Freisetzung zur Verabreichung des Wirkstoffs über die Haut, Nasensprays oder
topische Formulierungen (Creme, Emulsion usw.), welche ein erfindungsgemäßes Derivat der
allgemeinen Formel I und wenigstens einen pharmazeutisch geeigneten
Zusatzstoff enthalten, formuliert sind.
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Die erfindungsgemäßen pharmazeutischen Zusammensetzungen
sind vorteilhafterweise derart dosiert, dass sie den Wirkstoff in
einer einzigen „Prise" freisetzen.
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Für
die orale Verabreichung beträgt
die wirksame Einzeldosis zwischen 0,1 μg und 500 mg.
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Für
die intravenöse
Verabreichung beträgt
die wirksame Einzeldosis zwischen 0,1 μg und 100 mg.
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Die erfindungsgemäßen Melatoninanalogen sind
ebenso als Kosmetika, insbesondere zum Schutz der Haut gegen das
Altern und ebenso gegen den Haarausfall, geeignet.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
somit ebenso eine kosmetische Zusammensetzung, welche ein erfindungsgemäßes Derivat
der allgemeinen Formel 2 enthält.
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Die erfindungsgemäßen kosmetischen Zusammensetzungen
sind in geeigneter Weise für
ihre topische Anwendung, insbesondere in Form von Seifen, Cremes,
Emulsionen, Salben, Lotionen usw., formuliert.