DE69834388T2

DE69834388T2 - Hexahydroindenopyridinverbindungen mit antispermatogener aktivität

Info

Publication number: DE69834388T2
Application number: DE69834388T
Authority: DE
Inventors: Edgar C. Staunton COOK; M. Joseph Salisbury JUMP; Pingsheng Millbrae ZHANG; R. John Chapel Hill STEPHENS; A. Patricia Apex FAIL; Yue-Wei Chapel Hill LEE; C. Mansukh Durham WANI
Original assignee: Research Triangle Institute
Current assignee: Research Triangle Institute
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2018-01-31
Also published as: DE69834388D1; JP2001511778A; ES2264195T3; CN1216604C; ATE325101T1; EP0971899A4; CA2279293C; DK0971899T3; CA2279293A1; EP0971899A1; PT971899E; US5952336A; JP4519204B2; WO1998033525A1; EP0971899B1; CN1246033A

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Hexahydroindenpyridinverbindungen, die die Spermiogenese hemmen und zu Unfruchtbarkeit führen. Diese Verbindungen eignen sich als Verhütungsmittel für Männer und zur Fertilitätskontrolle von Haustieren, Wildtieren und verwilderten Tieren.
Diskussion des Standes der Technik
Jahrelang wurde nach sicheren und effizienten, oral wirksamen Verhütungsmitteln für Männer gesucht. Die Entwicklung eines Wirkstoffs, der ohne die Libido zu beeinflussen die Spermiogenese sicher hemmen und somit als Verhütungsmittel für Männer wirken kann, hat sich jedoch als schwierige Aufgabe herausgestellt.
Ein ideales Verhütungsmittel für den Mann wäre ein Verhütungsmittel, das die Produktion von Spermatozoen wirksam stoppt oder ihr Befruchtungsvermögen blockiert, ohne dabei die Libido oder zugeordnete Geschlechtsorgane und ihre Funktionen zu beeinflussen. Ferner sollte zwischen wirksamen und toxischen Dosen ein großer Unterschied bestehen, und das Verfahren sollte reversibel sein. So ein ideales Verhütungsmittel für Männer steht derzeit nicht zu Verfügung.
Einige generelle Zellgifte wie Antikrebsmittel und Alkylierungsmittel beeinträchtigen die Spermiogenese, sind aber aus offensichtlichen Gründen nicht als Verhütungsmittel geeignet. Verbindungen, die den Energiestoffwechsel der Zelle inhibieren, wie Thiozucker, inhibieren auch die Spermiogenese, sind jedoch nicht selektiv genug. Androgene wie Testosteron und dessen Analoga inhibieren, wenn sie in ausreichend hohen Dosen gegeben werden, die Spermiogenese, wahrscheinlich über einen Mechanismus, an dem die Hypothalamus-Hypophysen-Achse beteiligt ist. Diese Steroidverbindungen wurden bei klinischen Versuchen erfolgreich eingesetzt. Die anabolen Eigenschaften dieser Steroide können jedoch unerwünschte Nebenwirkungen verursachen.
Analoga des Gonadotropin freisetzenden Hormons (GNRH) wurden intensiv als Verbindungen untersucht, die die Spermiogenese effizient blockieren. GNRH-Analoga inhibieren jedoch die endogene Testosteronproduktion und vermindern somit die Libido, wenn keine ergänzenden Androgene verabreicht werden.
Ein Ansatz für Verhütungsmittel für Männer basiert auf der Identifikation und Ausnutzung der Biochemie des männlichen Reproduktionsprozesses. Der Hoden besteht aus drei funktionellen Kompartimenten. Das erste, für die Spermienproduktion zuständige, besteht aus den Tubuli seminiferi (Samenkanälchen), die die sich entwickelnden Keimzellen enthalten. Das zweite ist die Sertoli-Zelle, ebenfalls im Tubulus seminiferus lokalisiert, die zur organisatorischen und funktionellen Koordination des Spermiogeneseprozesses beiträgt und möglicherweise eine parakrine und autokrine Rolle spielt. Aufgrund der komplexen organisatorischen Verwandtschaft zwischen der Sertoli-Zelle und den sich entwickelnden Keimzellen und wegen der festen Verbindungen zwischen benachbarten Sertoli-Zellen bildet sich eine Blut-Hoden-Barriere, die die Samenkanälchen in Bereiche teilt, die vom direkten Zutritt von Chemikalien oder Nährstoffe aus dem Blut isoliert sind. Die Kanälchen sind im interstitiellen Gewebe von Leydig-Zellen umgeben, die verschiedene endokrine und parakrine Funktionen besitzen, von denen die Testosteronproduktion am besten beschrieben ist.
Die Keimzellen teilen sich und differenzieren stufenweise, wobei sie während der Reifung aus der Basalmembran in das Tubuluslumen wandern. Spermatogonien liegen im Basalkompartiment, und selektiv rekrutierte Spermatogonien teilen sich mitotisch und werden entweder zu Zellen, die als Spermatogonien persistieren oder zu primären Spermatozyten differenzieren. Die primären Spermatozyten wandern durch die Verbindungen zwischen den Sertoli-Zellen und teilen sich meiotisch und bilden sekundäre Spermatozyten bilden. Sekundäre Spermatozyten teilen sich unter Bildung von Spermatiden. Die Spermatiden differenzieren dann zu reifen Spermatozoen. Die Differenzierung der Spermatide wird Spermiogenese genannt.
Die Funktionen der Sertoli-Zellen lassen sich wie folgt zusammenfassen: (a) Unterstützung und Ernährung des Samenepithels, (b) Freisetzung später Spermatide in das Tubuluslumen, (c) Bildung einer morphologischen und physiologischen Blut-Hoden-Barriere, (d) Phagozytose degenerierter Keimzellen, und (e) Regulierung des Zyklus des Samenepithels.
Die Leydig-Zelle unterstützt ebenfalls die Spermiogenese. Luteinisierendes Hormon (LH) aus der Hypophyse stimuliert die Produktion von Testosteron durch die Leydig-Zelle. Testosteron und dessen Metabolit, Dihydrotestosteron, sind zur Unterstützung einer normalen Spermiogenese erforderlich. Testosteronrezeptoren sind auf verschiedenen Typen von Keimzellen vorhanden. Testosteron wird durch die Blut-Hoden-Barriere transportiert, wahrscheinlich durch Transport in die Sertoli-Zelle, wo es zu Estradiol, Dihydrotestosteron, verstoffwechselt wird, oder unverändert bleibt.
Einige, wenn auch nicht alle Typen von Keimzellen, treten mit der Leydig- und/oder der Sertoli-Zelle in Wechselwirkung. Diese Wechselwirkungen erfolgen mittels chemischer Botenstoffe, die von Sertoli-, Leydig- und/oder Keimzellen produziert werden. Der pachytäne Spermatozyt moduliert beispielsweise die Sekretion eines proteinösen Faktors der Sertoli-Zelle, der wiederum die Steroidgenese durch die Leydig-Zelle stimuliert. Die Bindung von Spermatiden erfolgt nur an Sertoli-Zellen, die durch Exposition mit FSH kompetent oder funktionell werden. Die Sertoli-Zelle von Ratten sekretiert periodisch verschiedene Proteine, wobei die maximale Produktion bei einem spezifischen Stadium des Samenepithels erfolgt; d.h., wenn es mit einer bestimmten Gruppe Keimzellen assoziiert ist. Clusterin wird von Sertoli-Zellen maximal produziert, wenn das Samenepithel in einer Stadium VII- oder VIII-Konfiguration ist, d.h. unabhängig von einer Stimulation durch FSH, was eine lokale Regulierung der sekretorischen Funktion von Sertoli-Zellen durch Keimzellen nahe legt.
Es wurde gezeigt, dass die Hexahydroindenpyridinverbindung Nr. 20-438, die von Sandoz, Ltd. entwickelt wurde (Verbindung 1 in 1), bei oraler Verabreichung an Tiere zu einer reversiblen Inhibierung der Spermiogenese führt. Siehe Arch. Toxicol. Suppl., 1984, 7: 171-173; Arch. Toxicol. Suppl., 1978, 1: 323-326; und Mutation Research, 1979, 66: 113-127.
Die Synthese einer Vielzahl von Indenpyridinverbindungen als racemische Mischungen ist bekannt und beispielsweise in der U.S. 2,470,108; 2,470,109; 2,546,652; 3,627,773; 3,678,057; 3,462,443: 3,408,353; 3,497,517; 3,574,686; 3,678,058 und 3,991,066 beschrieben. Diese Indenpyridinverbindungen finden vielseitige Verwendung, beispielsweise als Serotoninantagonisten mit antiphlogistischen und analgetischen Eigenschaften, als Inhibitoren der Hämoblastenaggregation, als Sedativa und Neuroleptika sowie als Verbindungen zum Schutz vor Geschwüren, als hypotonische und als anorexigene Verbindungen.
Die U.S. 5,319,084 offenbart Hexahydroindenpyridinverbindungen mit antispermiogener Aktivität, die in 5-Stellung mit einem para-substituierten Phenylring substituiert sind.
Trotz intensiver Forschung auf diesem Gebiet besteht weiterhin Bedarf an oral wirksamen, reversiblen unfruchtbar machenden Wirkstoffen für Männer, die nur geringe Nebenwirkungen aufweisen. Ein dauerndes Problem ist es, dass bekannte Verbindungen in Dosierungsmengen verabreicht werden müssen, die Nebenwirkungen verursachen können. Ein weiteres Problem auf diesem Gebiet ist das Fehlen geeigneter Kontrastmittel mit spezifischen Bindungsstellen auf oder im Hoden. Es besteht weiterhin Bedarf an Verbindungen, die bei der Untersuchung der testikulären Funktion und bei der Diagnose testikulärer Fehlfunktion als Kontrastmittel eingesetzt werden können.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es dementsprechend, ein oral wirksames Verhütungsmittel für Männer bereitzustellen, das die Libido nicht beeinträchtigt, eine hohe Wirksamkeit und Aktivität besitzt und minimale Nebenwirkungen oder Toxizität aufweist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein oral wirksames Verhütungsmittel für Männer bereitzustellen, das die Spermiogenese inhibiert, und ein Verfahren zur Inhibierung von Spermiogenese unter Verwendung dieses Wirkstoffs bereitzustellen.
Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung wurden mit der Entdeckung der erfindungsgemäßen Hexahydroindenpyridinverbindungen gelöst und mit der Entdeckung, dass diese Verbindungen hochwirksam sind und die Spermiogenese hemmen.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen lösen die oben erläuterten Probleme. Die erfindungsgemäßen Verbindungen zeigen bei einer im Vergleich mit der bekannten Verbindung 1 geringerer Dosierung eine hohe Wirksamkeit und vermindern dadurch das Auftreten von Nebenwirkungen, wie den sedativen Wirkungen, die sich bei dieser Verbindung beobachten lassen. Die erfindungsgemäßen Verbindungen wechselwirken ferner mit einem Ort eines Makromoleküls im Hoden. Die erfindungsgemäßen Verbindungen, die einen Marker, beispielsweise einen radioaktiven Marker, enthalten lösen das Problem ungeeigneter Kontrastmittel, indem sie ein Kontrastmittel darstellen, das bei der Untersuchung der testikulären Funktion und bei der Diagnose einer testikulären Fehlfunktion von Nutzen ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt die Struktur von drei Hexahydroindenpyridinverbindungen und zeigt das Nummerierungssystem für diese Verbindungen.
2 zeigt ein Verfahren zur Herstellung von Vorläufern der erfindungsgemäßen Verbindungen.
3 zeigt eine enantioselektive Synthese von Vorläuferverbindungen der erfindungsgemäßen Verbindungen.
4 zeigt ein Syntheseschema zur Iodierung der Vorläuferverbindungen, die wie in 2 und 3 gezeigt hergestellt wurden, und die Umwandlung der Iodverbindungen in weitere von der Erfindung umfasste Verbindungen.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Es wurde nun gefunden, dass Hexahydroindenpyridinverbindungen mit der unten gezeigten Struktur (I)
in der die Wasserstoffatome an den Positionen 4a, 5 und 9b die gezeigte relative Stereochemie besitzen (die Wasserstoffe an den Positionen 4a und 5 sind trans-ständig zueinander, die Wasserstoffe an den Positionen 4a und 9b sind cis-ständig zueinander) und wobei R¹ geradkettiges oder verzweigtes C_1-6-Alkyl, vorzugsweise C_1-3-Alkyl ist; R² Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes C_1-6-Alkyl, vorzugsweise C_1-3-Alky1 ist; R³ geradkettiges oder verzweigtes C_1-6-Alkyl oder CHO, CH₂OH, COOH, COOR ist, worin R C_1-10-Alkyl, C_6-10-Aryl oder C_7-10-Aralkyl ist, oder R³ CH₂OC(O)R ist, worin R wie oben definiert ist; und R⁴ Halogen ist; antispermiogen sind und Aktivitäten besitzen, die bis zu etwa 40 mal so groß sind wie die orale antispermiogene Aktivität der besten bekannten Verbindungen.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen besitzen die in Struktur (I) gezeigte relative Stereochemie. Die Erfindung umfasst sowohl einzelne enantiomere Formen (im Wesentlichen optisch rein) sowie beliebige Mischungen dieser Formen, z.B. eine racemische Mischung.
Pharmazeutisch verträgliche Salze der Verbindungen mit der oben gezeigten Struktur (I) werden von der Erfindung ebenfalls umfasst. Pharmazeutisch verträgliche Salze umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Salze mit anorganischen Säuren wie Hydrochlorid, Hydroiodid, Sulfat, Phosphat, Diphosphat, Hydrobromid und Nitrat oder Salze mit einer organischen Säure wie Acetat, Malat, Maleat, Fumarat, Tartrat, Succinat, Citrat, Lactat, Methansulfonat, p-Toluolsulfonat, Palmoat, Salicylat und Stearat.
Der Substituent R¹ ist vorzugsweise eine geradkettige Alkylgruppe (n-Alkyl) oder eine iso-Alkylgruppe wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, n-Hexyl und iso-Hexyl. R¹ ist ganz besonders bevorzugt Ethyl.
Der Substituent R² ist ebenfalls vorzugsweise eine geradkettige Alkylgruppe oder eine iso-Alkylgruppe, wie oben für R¹ beschrieben.
Der Substituent R³ ist vorzugsweise Hydroxymethyl (CH₂OH), Formyl (CHO), Carboxyl (COOH), Carbonsäureester (COOR, worin R C_1-10-Alkyl, C_5-10-Aryl, C_7-10-Aralkyl ist) und Hydroxymethylester (CH₂OC(O)-R, worin R wie oben definiert ist).
Der Substituent R⁴ ist Halogen, einschließlich I, Br, Cl und F. Die starke Aktivität dieser Verbindungen ist überraschend. Das Halogen kann ein radioaktives Isotop sein, beispielsweise ¹²³I, ¹²⁵I, oder ¹³¹I. Andere radioaktive Isotope, beispielsweise ¹¹C, Tritium (³H) oder ¹⁸F oder radioaktive Isotope von Brom und Chlor, können die üblichen (nicht radioaktiven) Isotope in den obigen Verbindungen substituieren.
Verbindung 1 ist eine racemische Mischung. Die Struktur der Verbindung 1 ist in 1, Verbindung 1 gezeigt. Hexahydroindenpyridine besitzen drei Asymmetriezentren, die mit der bekannten Nomenklatur definiert werden können. Alternativ kann die relative Stereochemie über die cis-trans-Beziehung der an den Positionen 4a, 5 und 9b des tricyclischen Ringsystems an das Kohlenstoffsystem gebundenen Wasserstoffatome definiert werden, die zu stereochemischen Zuordnungen führen. Nach dieser Nomenklatur sind Stereochemie und Name der Verbindung 1 (4aRS, 5SR, 9bRS)-2-Ethyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-7-methyl-5-(4-methylphenyl)-1H-indeno[1,2-c]pyridin.
Verbindung 1 hat einen hydrophoben Methylsubstituenten an der 5-Phenylgruppe, der dem Substituenten R³ in der oben gezeigten Struktur (I) entspricht. Die antispermiogene Aktivität von Verbindung 1 tritt ausnahmslos im (+)-Isomer auf, das ein effizienter antispermiogener Wirkstoff bei Mäusen ist. Ein Austausch der R³-Methylgruppe der Verbindung 1 durch ein etwas weniger hydrophobes Wasserstoffatom oder eine etwas polarere Methoxygruppe hebt die Aktivität auf.
Die sehr polare Carboxylgruppe oder Gruppen, die unter den physiologischen Bedingungen eines Säugers zu einer Carboxylgruppe metabolisiert werden können, können in para-Stellung des 5-Phenylrings der erfindungsgemäßen Verbindungen vorliegen, wobei die antispermiogene Aktivität erhalten bleibt. Beispielsweise behalten Verbindungen, bei denen die para-Stellung mit Hydroxymethyl (CH₂OH)-, Formyl (CHO)-, Carboxyl (COOH)- und Methoxycarbonyl (C(O)OCH₃)-Gruppen substituiert ist, eine starke antispermiogene Aktivität. Diese Verbindungen zeigen trotz der Anwesenheit eines polaren Substituenten in para-Stellung des 5-Phenylrings bei oraler Verabreichung antispermiogene Aktivität.
Mit „unter den physiologischen Bedingungen eines Säugers metabolisiert" ist eine funktionelle Gruppe R³ gemeint, die in eine Carboxylgruppe umgewandelt wird, wenn eine Verbindung der Struktur (I) einem lebenden Säuger verabreicht wird, bei dem eine antispermiogene Behandlung gewünscht wird. Die Verabreichung kann oral, interperitoneal oder intravenös erfolgen. Die Umwandlung der Gruppe R³ in eine Carboxylgruppe lässt sich leicht durch Monitoring der Metaboliten der Verbindung der Struktur (I) im Blut oder im Urin bestimmen. Das Monitoring der Metabolite kann mit herkömmlichen Analyseverfahren wie Massenspektrometrie (MS), Gaschromatographie (GC) usw. erfolgen.
Nach Verabreichung an einen Säuger werden vorzugsweise wenigstens 50 %, besonders bevorzugt wenigstens 80 % und ganz besonders bevorzugt 90 %, 95 % oder 100 % der funktionellen Gruppen R³ zu Carboxylgruppen metabolisiert. Der Prozentsatz der Umwandlung kann bestimmt werden, indem man eine Blut- oder Urinprobe mit einem der oben erwähnten üblichen Analyseverfahren quantitativ analysiert, um die relativen Mengen nicht umgewandelter Verbindungen mit funktionellen R³-Gruppen im Vergleich zu den Mengen an Verbindungen festzustellen, bei denen R³ in eine Carboxylgruppe umgewandelt wurde.
Die antispermiogene Aktivität der Verbindung 1 lässt sich nach einer einzigen oralen Dosis von 30 mg/kg an Ratten beobachten, durch welche sich das Gewicht der Hoden innerhalb von 24 Stunden drastisch reduziert. In den Samenkanälchen lassen sich degenerative Veränderungen beobachten. Spermatide wurden pyknotisch, wobei sich gelegentlich mehrkernige Verbände ausbildeten. Sertoli-Zellen scheinen cytologisch normal zu sein. Es scheint, dass Verbindung 1 auf Spermatide oder die mit diesen Spermatiden assoziierte Sertoli-Zelle zielt, da sich histologische Veränderungen zuerst in diesen Spermatiden beobachten lassen.
Verbindung 1 führt bei Mäusen bei einer oralen Dosis von 30 mg/kg zu einer gewissen Lethargie und Sedation und zu extremer Lethargie, wenn die gleiche Dosis subcutan verabreicht wird. Lethargie und Sedation sind offensichtlich unerwünschte Nebenwirkungen von Verhütungsmitteln. Im Gegensatz zur Lethargie und Sedation, die sich bei Verbindung 1 beobachten lassen, führen die erfindungsgemäßen Verbindungen nur zu minimaler Lethargie.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen ermöglichen es, die antifertile Wirkung von der sedativen Wirkung, die sich bei Verbindung 1 beobachten lässt zu trennen. Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind daher wirksame antifertile Mittel, bei denen die unerwünschten Nebenwirkungen von Sedation und Lethargie deutlich vermindert sind.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen wurden bei Mäusen drei Tage nach einer einzigen oralen Dosis mit dem unten beschriebenen Verfahren von Cook et al (1995) auf ihre Wirkung auf die Spermiogenese getestet. Es wurde gezeigt, dass Verbindungen, die in diesem Test wirksam waren, auch antifertile Verbindungen sind.
Die Verbindungen wurden auf antispermiogene Aktivität gescreent, indem männlichen Mäusen an Tag 1 mittels Sonde eine Dosis eines Kontrollträgers, einer Positivkontrolle (Verbindung 1) oder einer erfindungsgemäßen Verbindung verabreicht wurde. 72 Stunden nach Dosisgabe wurden die Tiere getötet und die Hoden wurden exzidiert, von Fett befreit und gewogen. Ein Hoden wurde histologisch untersucht und mit Hilfe des Spermatogenese-Index (J.M. Whitsett, P.F. Noden, J. Cherry und A.D. Lawton, J. Reprod. Fertil., 72, 277 (1984)), der eine halbquantitative Abschätzung der Fähigkeit der Hoden zur Spermienproduktion ist, hinsichtlich seines Potentials zur Spermiogenese bewertet. Der Index basiert auf dem histologischen Auftreten der spermiogenen Zellen in den Samenkanälchen. Es wird eine Skala von 1 bis 6 verwendet, wobei der Normalzustand zwischen 5 und 6 liegt. Eine zweite Bewertung basierte auf dem Gewicht der Hoden.
Die Tabellen 1 und 2 zeigen die entsprechenden biologischen Ergebnisse, ausgedrückt als Änderung des Hodengewichts (HG) und des Spermatogenese-Index (SI) im Vergleich mit einer Kontrolle, die nur den Träger für die Applikation, aber kein Indenpyridin enthält.
Mir einem 8-Iod-7-methyl-4'-carboxy- oder -4'-carbmethoxy-Substituentenmuster führte eine orale Dosis von 2 μmol/kg (1 mg/kg) des Razemats zu einer 57-67%-igen Abnahme des Spermatogenese-Index und war wenigstens so wirksam wie eine Dosis von 79 μmol/kg (30 mg/kg) des entsprechenden Analogons ohne den 8-Iod-Substituenten. Im Falle der 8-Brom- oder 8-Chloranalogen war die niedrigste gestestete Dosis (6 oder 2 μmol/kg; 3 oder 1 mg/kg) auch wenigstens genauso wirksam wie die Dosis von 79 μmol/kg (30 mg/kg) des nicht-halogenierten Analogen (siehe Tabelle 1). Ein Vergleich des aktiven (levo)-Enantiomers des 8-Iod-7-methyl-4'-carbomethoxy-Analogen mit dem aktiven Enantiomer des 8-H-7-Methyl-4'-carbomethoxy-Analogen (Tabelle 2) zeigte, dass die erstgenannte Verbindung bei 0,6 und 2 μmol/kg (0,3 und 1 mg/kg) die gleiche oder eine stärkere Wirkung hat als die letztgenannte Verbindung bei 25 und 75 μmol/kg (10 und 30 mg/kg). Durch die Halogenierung der Position 8 wurde also ein fast 40-father Anstieg der molaren Wirksamkeit erreicht. TABELLE 1 Die antispermiogene Wirkung racemischer Indenpyridinverbindungen bei adulten männlichen Swiss-Mäusen^a

^a Werte sind aus den Mittelwerten (n = 5) als [100(Test – Kontrolle)/Kontrolle] berechnet. Für Verbindungen, die inaktiv waren, ist nur die höchste Dosis angegeben. Den Mäusen wurde mittels Sonde eine einzige Dosis von 10 ml/kg Indenpyridin oder Träger gegeben. Der Träger bestand aus 90 % Wasser, 7 % Tween-20 und 3 % Ethanol. Eine Nekropsie wurde an Tag 3 durchgeführt, beginnend etwa 72 Stunden nach Dosisgabe.
^b Hodengewicht (% Änderung gegenüber Kontrolle mit Träger von 217,8 ± 46,0 (SE) mg)
^c Spermatogenese-Index (% Änderung gegenüber Kontrolle mit Träger von 5,8 ± 0,2 (SE))
* Signifikant verschieden gegenüber Kontrolle mit Träger; Einseitiger Dunnett-T-Test, p < 0,05.

Vor der Umrechnung in % Änderung wurde eine statistische Analyse auf Basis der Rohdaten durchgeführt. TABELLE 2 Die Wirkung von 8-Iodierung auf die antispermiogene Wirkung chiraler Indenpyridinverbindungen bei adulten männlichen Swiss-Mäusen^a

^a Werte sind aus den Mittelwerten (n = 5) als [100(Test – Kontrolle)/Kontrolle] berechnet. Den Mäusen wurde mittels Sonde eine einzige Dosis von 10 ml/kg Indenpyridin oder Träger gegeben. Eine Nekropsie wurde an Tag 3 durchgeführt, beginnend etwa 72 Stunden nach Dosisgabe. Der Träger bestand aus 1 % Tween-20 in Wasser.
^bHodengewicht (% Änderung gegenüber Kontrolle mit Träger von 227,5 ± 8,6 mg)
^c Spermatogenese-Index (% Änderung gegenüber Kontrolle mit Träger von 5,7 ± 0,2)
^d n = 6
^e n = 4
* Signifikant verschieden gegenüber Kontrolle mit Träger; Einseitiger Dunnett-T-Test, p < 0,05.

Vor der Umrechnung in % Änderung wurde eine statistische Analyse auf Basis der Rohdaten durchgeführt.
Vorläufer für die erfindungsgemäßen Verbindungen können nach dem in der U.S. 5,319,084 offenbarten Verfahren mit den in der U.S. 3,678,057 offenbarten Abwandlungen des Verfahrens hergestellt werden. Diese Patentschriften sind vollinhaltlich Bestandteil der vorliegenden Offenbarung. Die R³-Substituenten werden mit einem geeigneten Grignard-Reagenz oder Phenyllithium-Reagenz in das Molekül eingeführt. Die mit diesem Prozess hergestellten Enantiomerenmischungen werden durch Salzbildung und anschließende selektive Kristallisation oder Chromatographie in reine Enantiomere aufgespalten. Eine Spaltung der Verbindung 1 kann beispielsweise durch Salzbildung mit S(+)- und R(-)-2,2'-(1,1'-Binaphthyl)phosphorsäure erfolgen, und eine Spaltung der Verbindung 3 kann durch Salzbildung mit R- und S- Mandelsäure, wie bei C.E: Cook et al, J. Med. Chem., 38: 753 (1995) beschrieben, erfolgen. Die optische Reinheit wird durch Hochdruckflüssigkeitschromatographie (HPLC) auf einer CHIRACEL-OD-Säule bestimmt.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können ausgehend von Carbonsäure 2 oder einem ihrer Ester (beispielsweise 3) hergestellt werden. Verbindungen wie 2 und 3 werden wie in der U.S. 5,319, 084 beschrieben hergestellt. Alternativ können sie durch das in 2 gezeigte Verfahren hergestellt werden, bei dem ein N-substituierter 3-Arylhexahydropyridin-4-carbonsäureester (4) zu Carbonsäure 5 hydrolysiert wird, die anschließend mit Thionylchlorid zu Säurechlorid 6 umgesetzt wird. Eine Behandlung dieser Verbindung mit AlCl₃ zyklisiert die Verbindung zum tricyclischen Keton 7. Die Umsetzung des Ketons 7 mit einem p-Halogensubstituierten Phenylmagnesiumhalogenid oder einem p-Halogen-substituierten Phenyllithium (4-Bromphenyllithium) bildet einen tertiären Alkohol 8, der bei Behandlung mit einem Trialkylsilan, beispielsweise einem Tri-C_1-6-alkylsilan wie Triethylsilan, und BF₃ zu Verbindung 9 reduziert wird, die anschließend unter Rückfluss mit einer starken Base (z.B. KOH) in einem vorzugsweise hoch siedenden alkoholischen Lösemittel wie n-Butanol erhitzt wird, was die Bromphenylverbindung 10 mit der erwünschten Stereochemie liefert. Die Umwandlung der Bromphenylgruppe in eine Lithiophenylgruppe, beispielsweise mit einer C_1-6-Alkyl-Li-Verbindung, und Carboxylierung (CO₂) mit bekannten Reagenzien führt zu Carbonsäure 2, die mit einem Fachmann allgemein bekannten üblichen Maßnahmen, beispielsweise Umsetzung mit einem C_1-6-Alkanol, zu Ester 3 verestert werden kann.
Die obige Synthese kann modifiziert werden, damit eine enantioselektive Synthese der aktiven Enantiomere der Verbindungen 2 und 3 erfolgt, die dann dazu verwendet werden können, die aktiven Enantiomere der vorliegenden Erfindung zu synthetisieren, wie in 3 gezeigt. So wird eine N-substituierte 1,2,5,6-Tetrahydropyridin-4-carbonsäure (beispielsweise 12) in ihr Säurechlorid überführt, und die letztere Verbindung wird zur Acylierung von 1 R(+)-(2,10)-Camphersultam oder 1 S(-)-(2,10)-Camphersultam verwendet. Wenn das resultierende Enoylsultam (13) mit einem Arylmagnesiumhalogenid behandelt wird, erfolgt eine 1,4-Addition mit hoher diastereofacialer Selektivität, wobei eine Arylgruppe mit hohem Enantiomerenüberschuss in Position 3 eingeführt wird. Eine Kristallisation liefert das reine Enantiomer 14. Die Amidfunktion wird hydrolysiert, und das chirale Hilfsmittel kann anschließend wiedergewonnen werden. Die Carbonsäure wird dann wie oben beschrieben in das tricyclische Keton 7 überführt. Diese Verbindung kann durch Behandlung mit Bromphenyllithium und mit den in 2 gezeigten anschließenden Schritten in die im Wesentlichen enantiomerenreinen Verbindungen 2 und 3 umgewandelt werden. Alternativ kann chirales Keton 7 durch das in der U.S. 5,319,084 beschriebene Verfahren zur Synthese von Razematen in die enantiomerenangereicherten Verbindungen 2 und 3 überführt werden. Der Anreicherungsgrad hängt vom Katalysator und der Temperatur bei der Reduktion des enantiomeren Tetrahydroindenpyridinanalogen zu m Intermediat 5 ab. Siehe 3 der U.S. 5,319,084. So war der Enantiomerenüberschuss (ee) bei 23 °C mit PdCl₂/NaBH₄/ 3 atm H₂ 73 %, bei 55 °C erfolgte jedoch eine vollständige Racemisierung; dagegen war der ee mit Pt/C/H₂ bei 60 °C mit dem bei 23 °C vergleichbar (67 % bzw. 70 %).
Sowohl Carbonsäure 2 als auch ihre Ester, beispielsweise Methylester 3, können durch Umsetzung mit Iod unter oxidierenden Bedingungen oder mit einer oxidierten Form von Iod iodiert werden, um die 8-Iod-Analogen 17 oder 18 zu erhalten (4). Die Reaktion von 3 mit etwa 1 mol Iod in Gegenwart von Quecksilberoxid führt beispielsweise zu einer hohen Ausbeute der 8-Iod-Vebrindung 18. Der Ester und die Säure können mit dem Fachmann allgemein bekannten chemischen Standardmethoden ineinander überführt werden. Es können entweder die Razemate oder die Enantiomeren verwendet werden. Man kann auch ein radioaktives Iod-Isotop, beispielsweise ¹²⁵I ¹²³I oder ¹³¹I, verwenden, wobei ein radio-markiertes Analoges von 17 oder 18 erhalten wird. Solche Verbindungen eignen sich zur Bestimmung der Lokalisation und des Wirkzentrums dieser Verbindungen und können als Kontrastmittel zur Diagnose von Reproduktionsstörungen bei Männern verwendet werden.
Die Iodverbindungen, insbesondere die 8-Iodsäure 17, können durch Bildung eines Metallsalzes der Säure, beispielsweise des Natriumsalzes, und anschließende Bildung eines 8-Metall-Intermediats, wobei das Metall ein Metall wie Lithium oder ein mit bekannten Reagenzien wie t-BuLi substituiertes Metall ist, in die Brom- und Chlorverbindungen überführt werden. Eine Umsetzung des 8-Metall-Intermediats mit einer Halogenquelle wie Hexachlorethan oder 1,2-Dibromethylen führt zu den entsprechenden 8-substituietren Analogen, beispielsweise den Verbindungen 19 oder 20, die in 4 gezeigt sind. Die entsprechenden Fluorverbindungen können hergestellt werden, indem man das 8-Metall-Intermediat mit Chlortrimethylsilan zur entsprechenden 8-Trimethylsilylverbindung umsetzt und diese Verbindung dann mit Bleitetraacetat in Gegenwart von BF₃-ET₂O umsetzt. Siehe De Mio et al, 1993, Tetrahedron, 49: 8129-8138.
Radioaktive Analoge der verschiedenen erfindungsgemäßen Verbindungen lassen sich erhalten, indem man beispielsweise das 8-Metall-Intermediat mit einem Reagenz behandelt, das ein elektrophiles Halogenatom als radioaktives Isotop enthält, oder man kann, wie oben ausgeführt, die radioaktiven Analogen der Verbindungen 17 oder 18 herstellen, indem man bei der oben angegeben Synthese der Verbindungen ein radioaktives Iod-Isotop substituiert. Beispielsweise kann eine Tritium-markierte erfindungsgemäße Verbindung durch Reduktion der 8-Iodverbindungen mit Tritiumgas unter Katalyse eines Edelmetalls wie Palladium oder Platin erhalten werden. Kohlenstoff-14-Analoge können z.B. mit ¹⁴C-markiertem Kohlendioxid in Schritt „g" der in 2 gezeigten Synthese der Verbindung 2 hergestellt werden. Andere üblicherweise auf dem Gebiet radiochemischer Synthesen verwendete Verfahren zur Isotopenmarkierung der Verbindungen können ebenfalls eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen eignen sich als bei männlichen Lebewesen antifertil wirkende Wirkstoffe zur Fertilitätskontrolle bei Säugern, einschließlich Menschen. Neben ihrer möglichen Verwendung für die Familienplanung können die erfindungsgemäßen Verbindungen auch zur Fertilitätskontrolle von Haustieren, wilden Tieren oder verwilderten Tieren verwendet werden, wenn Tötungsmaßnahmen nicht praktikabel und nicht erwünscht sind. Beispielsweise ist die Kontrolle von Hirschpopulationen in einigen Gebieten der Vereinigten Staaten problematisch. Eine zu geeigneten Zeiten stattfindende orale Verabreichung der erfindungsgemäßen Verbindungen an sich saisonabhängig vermehrende Tiere wie Hirsche durch Köderfutter, das diese Verbindung enthält, würde die Fortpflanzungsfähigkeit wesentlich vermindern. Andere anvisierte Tiere umfassen Nagetiere wie Mäuse, Ratten, Präriehunde usw., sowie wilde Ziegen, Schweine, Pferde usw. Eine Verabreichung der erfindungsgemäßen Verbindungen an Zootiere in Gefangenschaft stellt ein Mittel zur Kontrolle der Fortpflanzung von Arten bereit, deren Population übermäßig anwächst.
Unter dem Begriff „Fertilitätskontrolle", wie er hier verwendet wird, ist die Verminderung der Fortpflanzungsfähigkeit oder Fertilität des behandelten Säugers zu verstehen. Die Dauer der Unfruchtbarkeit ist eine Funktion der Dosis, so dass man die Dauer die Unfruchtbarkeit bei ausreichender Dosis verlängern kann, so dass die erfindungsgemäßen Verbindungen im Wesentlichen zur Sterilisation verwendet werden; die erfindungsgemäßen Verbindungen können somit eine chirurgische Vasektomie als Mittel zur Sterilisation eines männlichen Lebewesens ersetzen. Wenn eine solche Sterilisation durchgeführt wird, können die erfindungsgemäßen Verbindungen in einer einzigen Dosis oder in mehreren (zwei oder mehr) Dosen verabreicht werden, wobei die Dosen ausreichen, um die Fähigkeit des Säugers zur Spermienproduktion (Spermatogenese-Index) bis zur Unfruchtbarkeit zu vermindern. D.h., die erfindungsgemäßen Verbindungen werden in einer Menge und für eine Dauer verabreicht, die ausreichen, die Spermienzahl soweit zu vermindern, dass eine Reproduktion nicht mehr möglich ist.
Für die oben angegebenen Verwendungszwecke wird die Dosis der erfindungsgemäßen Verbindung natürlich in Abhängigkeit von der speziell verwendeten Verbindung, der Art der Verabreichung und der erwünschten Dauer der Unfruchtbarkeit variieren. Zufriedenstellende Ergebnisse bei Tieren werden jedoch mit oralen Dosen von etwa 0,02 bis etwa 10 mg/kg, vorzugsweise von etwa 0,1-3 mg/kg Körpergewicht pro Tag, erhalten. Bei größeren Tieren kann eine tägliche Dosis von etwa 10-100 mg in einer einzigen oralen Dosierungseinheit oder aufgeteilt in Dosierungseinheiten mit etwa 0,1-10 mg der erfindungsgemäßen Verbindung verabreicht werden. Wenn ein einzelnes aktives Enantiomer verabreicht wird, kann man in der Regel eine geringere Dosis verabreichen, als wenn eine racemische Verbindung verabreicht wird. Wenn gewünscht oder nötig, können die erfindungsgemäßen Verbindungen zusammen mit festen oder flüssigen Trägern oder Füllstoffen oder in Formulierungen mit langsamer Freisetzung verabreicht werden. Die Formulierung dieser pharmazeutischen Formen ist im Stand der Technik allgemein bekannt, und für die erfindungsgemäßen Verbindungen kann jedes übliche Verfahren zur Herstellung fester, flüssiger und verzögert freisetzender Formulierungen eingesetzt werden. Die erfindungsgemäßen Verbindungen können auch über herkömmliche Implantate oder Hautpflaster verabreicht werden, die im Stand der Technik allgemein bekannt sind.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können zur Verhütung bei Männern eingesetzt werden, entweder um die Spermiogenese reversibel zu blockieren, oder zur nicht-chirurgischen Sterilisation. Bei der letztgenannten Verwendung erreicht man mit der Verabreichung ausreichend hoher Dosen die Wirkung einer Vasektomie, ohne dass ein chirurgischer Eingriff vorgenommen werden muss, so dass sich mögliche Nebenwirkungen einer Vasektomie ausschließen lassen.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind auch zur Kontrolle der Fortpflanzung von Haustieren, wilden Tieren, verwilderten Tieren oder Zootieren nützlich. Die Verbindungen können beispielsweise zur Kontrolle der Fortpflanzung von Zootieren eingesetzt werden. Populationen wilder und verwilderter Tiere nahe Wohngebieten von Menschen, beispielsweise von Hirschen, oder Tierpopulationen, die einen starken Einfluss auf die natürliche Ökologie haben, beispielsweise wilde Mustange und wilde Schweine, können ohne Tötungsmaßnahmen wie Abschießen oder Vergiften kontrolliert werden, indem man selektiv Köder auslegt. Das Verhalten der Tiere wird durch diesen Vorgang nicht beeinflusst, sondern lediglich die Fertilität.
Wenn R⁴ ein radioaktiver Marker ist, eignen sich die erfindungsgemäßen Verbindungen zur Untersuchung der testikulären Funktion und zur Diagnose einer testikulären Fehlfunktion. Bei Verabreichung in den oben angegebenen Dosen binden die Verbindungen an Hodengewebe.
Der hohe Grad an Chemo-, Stereo- und Enantioselektivität der Verbindungen zusammen mit dem Fehlen genereller Wirkungen beispielsweise auf die Libido zeigt, dass sie mit einem spezifischen Makromolekül im Hoden in Wechselwirkung treten. Behandlung von Hoden oder Hodenfraktionen mit einem radioaktiven Derivat der Verbindungen und anschließender Nachweis der Radioaktivität mit im Stand der Technik allgemein bekannten Methoden der Radiochemie ermöglichen es, den Teil des Hodens und des Makromoleküls zu lokalisieren und zu identifizieren, die an der antispermiogenen Wirkung beteiligt sind. Dies kann verwendet werden, um einen wichtigen Bestandteil des Hodens nachzuweisen und zu identifizieren, dessen Zerstörung zu einer antifertilen Wirkung führen kann. Ein Vergleich der Fähigkeit anderer Verbindungen (wie Analoge der vorliegenden Verbindungen oder solchen aus kombinatorischen Bibliotheken), die Bindung der radiomarkierten Verbindung zu hemmen, kann zu noch selektiveren und stärker antispermiogenen Verbindungen führen. Durch Verabreichen einer kleinen Dosis (zu klein, um eine klinische Wirkung auf die Fruchtbarkeit zu zeigen) der radiomarkierten Verbindung an ein Tier oder einen Menschen und anschließendes Messen der Menge an Radioaktivität im Hoden oder in bestimmten Bereichen des Hodens kann man ferner zeigen, ob ein bestehendes Unfruchtbarkeitsproblem mit dem Fehlen dieses Makromoleküls zusammenhängt. Die Radioaktivität kann bei einem lebenden Tier oder Menschen mit Methoden wie PET und SPECT gemessen werden, die auf dem Gebiet der Bildgebung von biologischem Gewebe allgemein bekannt sind.
Die Verbindungen sind auch als interne Standards für analytische Zwecke nützlich. So kann beispielsweise eine Verbindung wie Verbindung 20 in einer bekannten Menge zu einer Blut-, Plasma- oder Gewebeprobe eines Tieres oder eines Menschen gegeben werden, der mit einer Dosis der Verbindung 17 behandelt wurde. Die Blut-, Plasma- oder Gewebeprobe kann dann mit einem organischen Lösemittel extrahiert werden und der Extrakt mittels Hochdruckflüssigkeitschromatographie oder Gaschromatographie mit oder ohne Umwandlung in ein Derivat wie dem Methylester analysiert werden. Die Messung der Flächen der chromatographischen Peaks, die zu 17 und 20 gehören, und ein Vergleich mit den Flächenverhältnissen bekannter Mengen von 17 und 20 unter den gleichen Bedingungen ermöglichen die Bestimmung der Konzentration von 17 in der Blut-, Plasma- oder Gewebeprobe. Wegen der engen strukturellen Ähnlichkeit von 17 und 20 werden die physikochemischen Eigenschaften der beiden Verbindungen bei einer Extraktion ähnlich sein, was sie zu jeweils geeigneten Standards füreinander macht.
Andere Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden im Verlauf der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen deutlich, die lediglich der Erläuterung der Erfindung dienen und diese keineswegs einschränken sollen.
Beispiele
Beispiel 1. Synthese von (4aRS,SSR,96RS)-2-Ethyl-7-methyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-5-(p-carboxyphenyl-1H-indeno[1,2-c]pyridinhydrochlorid.
Iodethan (540 g, 3,41 mol) in Methanol (500 ml) wurde zu Ethylisonicotinat (500 g, 3,31 mol) gegeben. Die Mischung wurde über Nacht unter leichtem Rückfluss erhitzt. Natriumborhydrid (140 g) wurde unter Kühlung (Eisbad) portionsweise zu der obigen Lösung gegeben. Nachdem die Zugabe von NaBH₄ beendet war, wurde die Mischung über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Das meiste Methanol wurde abgezogent, es wurde Wasser und Ether zu der Lösung gegeben und die Etherphase wurde abgetrennt. Abziehen der trockenen Etherphase (Na₂SO₄) liefere ein Öl. Eine Destillation dieses roten Öls lieferte ein gelbliches Öl (470 g, 78 %), Sdp: 160 °C bei 0,5 mm.
Die obige Verbindung (146 g, 0,8 mol) in trockenem Ether (200 ml) wurde zu 1 M p-Tolylmagnesiumbromid in Ether (600 ml, 1,6 mol bei –10 °C) getropft. Nach 3-stündigem Rühren wurde die Reaktionsmischung in 10%-ige wässrige NH₄Cl-Lösung (200 ml) gegossen. Die wässrige Phase wurde mit Ether extrahiert. Abziehen der trockenen Etherphase (Na₂SO₄) lieferte ein gelblich-braunes Öl. Das Öl wurde in 18%-iger wässriger HCl (500 ml) gelöst und mit Ether extrahiert. Die wässrige HCl-Lösung wurde 2 Stunden lang unter Rückfluss erhitzt. Abziehen des Lösemittels lieferte die entsprechende Aminosäure (181 g, Ausbeute 80 %), die (32 g) mit Polyphosphorsäure (500 g) vermischt wurde und 3 Stunden lang bei 140 °C kräftig gerührt wurde. Die Reaktionsmischung wurde abgekühlt und 50%-ige wässrige KOH-Lösung wurde vorsichtig zugegeben. Die basisch gestellte Lösung wurde mit Ether extrahiert. Abziehen der trockenen Etherphase (Na₂SO₄) lieferte 2-Ethyl-7-methyl-2,3,4,4aα-5,9bα-hexahydro-1H-indeno[1,2-c]pyridin-5-on als Öl (22,6 g, 87 %). Durch durchlaufen lassen durch eine kleine SiO₂-Säule mit einem Gradienten aus MeOH in CHCl₃ (0-5 %) wurde eine Analyseprobe erhalten: ¹H-NMR (90 MHz, CDCl₃) δ 7,5 (1H, s, H-6), 7,3 (2H, m, H-8, H-9), 3,5 (1H, m), 3,0 (1H, m), 2,6 (2H, m), 2,3 (3H, s, 7-Me), 2,2 (3H, m), 1,9-1,7 (3H, m), 1,1 (3H, t, Me); HRMS (M+): Berechnet für C₁₅H₁₉NO: m/z 229,1467. Gefunden: m/z 229,1466.
Zu einer mechanisch gerührten Lösung von para-Brombenzoesäure (1,6 g, 8,0 mmol) in Tetrahydrofuran (THF) (15 ml) bei –78 °C wurde über einen Zeitraum von 45 Minuten n-Butyllithium (16,2 mmol, 6 ml einer 2,5 M Lösung in Hexan) getropft. Nachdem die Mischung weitere 1,5 Stunden lang gerührt worden war, wurde das tricyclische Keton (1,1 g, 5,1 mmol) als Lösung in THF (5 ml) über einen Zeitraum von 30 Minuten zugetropft und es wurde noch 2,5 Stunden lang bei –78 °C weitergerührt. Die Mischung wurde in eiskalte 1 M HCl (75 ml) gegossen und mit Ether (2 × 30 ml) extrahiert. Die saure wässrige Phase wurde 15 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und unter reduziertem Druck eingeengt, was einen Feststoff lieferte. Dieser Feststoff wurde über Flash-Säulenchromatographie an Silica durch Gradientenelution mit 10-20 % MeOH in CHCl₃ gereinigt und lieferte 2-Ethyl-7-methyl-2,3,4,9b-tetrahydro-5-(p-carboxyphenyl)-1H-indeno[1,2-c]pyridinhydrochlorid als gelben Feststoff (1,1 g, 58 %). ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃), δ 1,54 (3H, t, J = 7,2 Hz), 2,35 (3H, bs), 2,25-2,42 (1H, m), 2,50-2,72 (1H, m), 2,94-3,0 (1H, m), 3,15-3,30 (2H, m), 3,50-3,80 (2H, m), 4,17-4,30 (1H, m), 4,40-4,52 (1H, m), 7,0-7,12 (2H, m), 7,32 (1H, d, J = 7,5 Hz), 7,45 (2H, d, J = 8,4 Hz), 8,20 (2H, d, J = 8,4 Hz). HRMS (M+) Berechnet MG für C₂₂H₂₃NO₂: m/z 333,1729. Gefunden: m/z 333,1725.
Zu einer Lösung der obigen Verbindung (379 mg, 1,03 mmol) in Ethanol/Wasser (40 ml einer 1:1-Mischung) wurden NaCl (81 mg), PdCl₂ (98 mg), NaBH₄ (100 mg) und konzentrierte HCl (10 Tropfen) gegeben. Nachdem die Mischung auf einem Parr-Apparat unter Wasserstoffatmosphäre (45 psi) bei 50 °C 15 Stunden geschüttelt worden war, wurde sie durch Celite filtriert und unter reduziertem Druck eingeengt. Der resultierende Feststoff wurde in absolutem Ethanol suspendiert, durch Celite filtriert und das Filtrat wurde unter reduziertem Druck eingeengt, was (4aRS,5RS,9bRS)-2-Ethyl-7-methyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-5-(p-carboxyphenyl)-1H-indeno[1,2-c]pyridinhydrochlorid lieferte. ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃): δ 1,4 (3H, t, 7,2 Hz), 1,50-1,60 (1H, m), 1,85-2,00 (1H, m), 2,20 (3H, s), 2,20-2,40 (1H, m), 2,70-2,90 (3H, m), 2,90-3,15 (2H, m), 3,50-3,65 (1H, m), 3,90-4,10 (1H, m), 4,50 (1H, d, J = 7,3 Hz), 6,95 (1H, bs), 7,10 (1H, d, J = 7,5 Hz), 7,20 (1H, d, J = 7,5 Hz), 7,30 (2H, d, J = 8,0 Hz), 8,00 (2H, d, J = 8,0 Hz). HRMS (M+) Berechnet: MG für C₂₂H₂₅NO₂: m/z 335,18853. Gefunden: m/z 335,1887.
Zu einer Lösung von Kaliumhydroxid (15 g) in n-Butanol (60 ml) wurde die obige Verbindung (2,99 g, 8,0 mmol) auf einmal zugegeben. Nach 20-stündigem Erhitzen unter Rückfluss wurde die dunkelbraune Mischung auf 0 °C abgekühlt und mit 18 % HCl auf pH = 1 angesäuert. Das Lösemittel wurde in vacuo entfernt, was einen gelben Feststoff lieferte. Dieser Feststoff wurde in CHCl₃ aufgenommen, durch Celite filtriert und das Filtrat wurde in vacuo eingeengt, was rohes (4aRS,5SR,9bRS-2-Ethyl-7-methyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-5-(p-carboxyphenyl)-1H-indeno[2,2-c]pyridinhydrochlorid als schmutzig weißen Feststoff lieferte. Dieser Feststoff wurde über Flash-Säulenchromatographie mit 10 % MeOH-CHCl₃ gereinigt und ergab 1,23 g (41 %) der Titelverbindung als weißen Feststoff. Smp. = 280 °C (Zers.) ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃-CD₃OD) δ 1,45 (3H, t, J = 7,3 Hz), 1,8 (1H, bd, J = 14,7 Hz), 2,2 (3H, s), 2,4-2,7 (2H, m), 3,0-3,4 (4H, m), 3,4-3,7 (2H, m), 3,7-4,0 (1H, m), 4,2 (1H, d, 11 Hz), 6,6 (1H, bs), 7,0-7,2 (4H, m), 8,0 (1H, d, J = 7,7 Hz). HRMS (M+) Berechnet: MG für C₂₂H₂₅NO₂: m/z 335,18853. Gefunden: m/z 335,18830.
Analytisch berechnet für C₂₂H₂₆ClNO₂ 1/2·H₂O: C, 69,37; H, 7,14; N, 3,68. Gefunden: C, 69,72; H, 7,15; N, 3,55.
Beispiel 2. (4aRS,5SR,9bRS)-2-Ethyl-7-methyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-5-(p-carbomethoxyphenyl)-1H-indeno[1,2-c]pyridinhydrochlorid.
Zu einer Lösung der Carbonsäure aus Beispiel 1 (3,6 g, 9,69 mmol) in Methanol (50 ml) bei –10 °C wurde über einen Zeitraum von 10 Minuten Thionylchlorid (1,1 ml, 14,5 mmol) gegeben. Die resultierende Lösung wurde 68 Stunden bei 5 °C in einem Kühlschrank stehengelassen, währenddessen das Produkt begonnen hatte, als feine weiße Nadeln auszukristallisieren. Es wurden drei Ernten erhalten und vereinigt, was 2,65 g der Titelverbindung ergab. Smp. = 204 °C (subl.) ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃): δ 1,1 (3H, t, J = 7,2 Hz), 1,6 (1H, bd, J = 14,2 Hz), 1,80-2,00 (2H, m), 2,1-2,2 (1H, m), 2,2 (3H, s), 2,4 (2H, q, J = 7,2 Hz), 2,5-2,6 (1H, m), 2,7-2,8 (1H, m), 2,9 (1H, dd, J = 5,94, 11,64 Hz), 3,3-3,4 (1H, m), 3,9 (3H, s), 4,2 (1H, d, J = 10,0 Hz), 6,7 (1H, bs), 7,0 (1H, d, J = 7,5 Hz), 7,2 (1H, d, J = 7,5 Hz), 7,3 (2H, d, J = 8,0 Hz), 8,0 (2H, d, 8,0 Hz).
Analytisch berechnet für C₂₃H₂₈ClNO₂·1/4 H₂O: C, 70,75; H, 7,36; N, 3,59. Gefunden: C, 70,67; H, 7,36; N, 3,59.
Beispiel 3. Synthese von (4aRS,5SR,9bRS)-2-Ethyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-8-iod-7-methyl-5-(4-carbomethoxyphenyl)-1H-indeno[1,2-c]pyridinhydrochlorid (18) und dessen (l)-Enantiomer ((l)-18).
Zu einer Lösung von (4aRS,5SR,9bRS)-2-Ethyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-7-methyl-5-(4-carbomethoxyphenyl)-1H-indeno[1,2-c)pyridin (341 mg, 0,88 mmol) in Eisessig (2 ml) wurden unter Rühren 62%-ige HClO₄ (1 ml) und anschließend HgO (205 mg, 0,95 mmol) gegeben. Die Mischung wurde kurz mit Ultraschall behandelt, um eine homogene Lösung zu erhalten. Eine Lösung von Iod (235 mg, 0,925 mmol) in Eisessig (17 ml) wurde über einen Zeitraum von 15 Minuten zugetropft und die resultierende Mischung wurde über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Die orange-rote Mischung wurde in Wasser (100 ml) gegossen, auf 5 °C abgekühlt, mit 30%-iger NaOH auf pH 12 basisch gestellt und mit Ether (3 × 75 ml) extrahiert. Die klaren, farblosen Etherextrakte wurden vereinigt, nacheinander mit Wasser (20 ml) und Kochsalzlösung (30 ml) gewaschen, getrocknet (MgSO₄), filtriert und in vacuo eingeengt, was die rohe freie Base 18 (448 mg) lieferte. Dieses Material wurde mit 3%-iger methanolischer Salzsäure in das HCl-Salz überführt und aus EtOAc-MeOH umkristallisiert. Ausbeute = 400 mg (89 %). Smp. => 190 °C (Zers.) ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃, als freie Base); δ 1,15 (3H, t, J = 7,2 Hz), 1,65 (1H, bd), 1,8-2,1 (3H, m), 2,32 (3H, s), 2,48 (3H, q, J = 7,2 Hz, +m), 2,80 (1H, bd), 2,97 (1H, dd, J = 11,8, 5,8 Hz), 3,41 (1H, m), 3,91 (3H, s), 4,19 (1H, d, J = 9,8 Hz), 6,78 (1H, s), 7,22 (2H, d, J = 8,3 Hz), 7,73 (1H, s), 8,00 (2H, d, J = 8,3 Hz). HRMS: Berechnet für C₂₃H₂₆NO₂I (entsprechend der freien Base): m/z 475,1008. Gefunden: m/z 475,1004. Analytisch berechnet für C₂₃H₂₇ClINO₂·1/2H₂O: C, 53,04; H, 5,42; N, 2,69.
Gefunden: C, 52,70; H, 5,60; N, 2,57. Das aktive Enantiomer, (l)-18, wurde auf ähnliche Weise ausgehend von (l)-3, synthetisiert. [α]_D = –5,6° (c = 1,18, CHCl₃).
Beispiel 4. Synthese von (4aRS,5SR,9bRS)-2-Ethyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-8-iod-7-methyl-5-(4-carboxyphenyl)-1H-indeno[1,2-c]pyridinhydrochlorid (17)
Zu (4aRS,5SR,9bRS)-2-Ethyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-7-methyl-5-(4-carboxyphenyl)-1H-indeno(1,2-c]pyridinhydrochlorid (250 mg, 0,673 mmol) in 2 ml Essigsäure wurden 6 ml einer 1:1-Mischung aus Essigsäure und Perchlorsäure gegeben. HgO (1,35 mmol) wurde zugegeben und die Reaktionsmischung wurde solange bei Raumtemperatur gerührt, bis sich das HgO aufgelöst hatte. Eine Lösung von I₂ (427 mg, 1,68 mmol) in 4 ml Essigsäure und 6 ml CH₂Cl₂ wurde durch einen Zugabetrichter zur Reaktionsmischung getropft. Die Reaktionsmischung wurde über Nacht bei Raumtemperatur gerührt und anschließend durch Celite filtriert. Der rote Feststoff wurde mit Wasser und CH₂Cl₂ gewaschen. Das vereinigte zweiphasige Filtrat wurde mit einem Scheidetrichter getrennt. Die organische Phase wurde mit gesättigter Natriumbisulfitlösung gewaschen, über Natriumsulfat (wasserfrei) getrocknet, filtriert und eingeengt, was 234 mg gelb-braunen Feststoff lieferte, der auf übliche Weise in das Hydrochlorid überführt wurde. ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃/CD₃OH) δ 1,28 (3H, t, J = 7,2 Hz), 2,0-2,1 (1H, m), 2,3 (3H, s), 2,56 (2H, m), 3,04 (3H, m), 3,24 (1H, m), 3,46 (2H, m), 4,18 (1H, d, J = 11 Hz), 6,73 (1H, s), 7,13 (2H, d, J = 8,2 Hz), 7,71 (1H, s), 7,89 (2H, d, J = 8,2 Hz). HRMS Berechnet für C₂₂H₂₄NO₂I (entsprechend der freien Base): m/z 461,0852. Gefunden: m/z 461,0857.
Beispiel 5. Synthese von (4aRS,5SR,9bRS)-2-Ethyl-8-brom-7-methyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-5-(4-carboxylphenyl)1H-indeno[1,2-c]pyridinhydrochlorid (19).
(4aRS,5SR,9bRS)-2-Ethyl-8-iod-7-methyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-5-(4-carboxylphenyl)-1H-indeno[1,2-c]-pyridinhydrochlorid (200 mg, 0,402 mmol) wurde in 20 ml THF und 0,4 ml Hexamethylphosphoramid gelöst. Dieser Lösung wurden 50 mg Natriumhydrid (60 % in Mineralöl) zugesetzt. Die Mischung wurde 1 Stunde unter Rückfluss erhitzt und anschließend auf –78 °C abgekühlt. Es wurde langsam eine tert-Butyllithiumlösung (0,73 ml, 1,1 M in Pentan, 0,804 mmol) zugegeben. Nach der Zugabe wurde die Mischung 20 Minuten lang bei –78 °C gerührt. Es wurde 1,2-Dibromethylen (1 ml) zugegeben. Die Mischung wurde weitere 30 Minuten bei –78 °C gerührt und anschließend auf Raumtemperatur erwärmt. Es wurde 5%-ige Salzsäure zugegeben, bis die Lösung sauer wurde. Die Mischung wurde mit Methylenchlorid extrahiert Die Methylenchloridlösung wurde mit Kochsalzlösung gewaschen und über MgSO₄ getrocknet. Das Rohprodukt wurde über Flash-Säulenchromatographie (Silica; Methylenchlorid und Methanol, 10:1) gereinigt, was die Titelverbindung lieferte: 30 mg, 17 % Ausbeute, Smp.: 169,6-170,3 °C. ¹H-NMR (250 MHz, D₂O-CDCl₃), δ 1,25 (3H, t, J = 7,0 Hz), 1,72 (1H, d, J = 15 Hz), 1,90-2,15 (1H, m), 2,19 (3H, s), 2,36 (1H, t, J = 12,5 Hz), 2,5-2,65 (1H, m), 2,7-3,0 (3H, m), 3,2-3,4 (4H, m), 3,4-3,6 (1H, m), 4,13 (1H, d, J = 10,5 Hz), 6,71 (1H, s), 7,11 (2H, d, J = 8,0 Hz), 7,43 (1H, s), 7,89 (2H, d, J = 8,0 Hz), MS: 413 (M). Anal. (C₂₂H₂₅O₂BrClN·1,8 H₂O): Berechnet C 54,68; H, 5,22; N, 2,90; Gefunden: C, 54,77, H, 5,52; N, 2,57. HRMS Berechnet für C₂₂H₂₄NO₂Br (entsprechend der freien Base): m/z 413,0990. Gefunden: m/z 413,0994.
Beispiel 6. Synthese von (4aRS,5SR,9bRS)-2-Ethyl-8-chlor-7-methyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-5-(4-carboxylphenyl)-1H-indeno[1,2-c]pyridinhydrochlorid (20).
(4aRS,5SR,9bRS)-2-Ethyl-8-iod-7-methyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-5-(4-carboxylphenyl)1H-indeno-[1,2-c]pyridinhydrochlorid (250 mg, 0,5 mmol) wurde in 25 ml THF und 0,5 ml HMPA gelöst. Dieser Lösung wurden 60 mg Natriumhydrid (60 % in Mineralöl) zugesetzt. Die Mischung wurde 1 Stunde unter Rückfluss erhitzt und anschließend auf –78 °C abgekühlt. Es wurde langsam tert-Butyllithiumlösung (0,91 ml, 1,1M in Pentan, 1,04 mmol) zugegeben. Nach der Zugabe wurde die Mischung 20 Minuten lang bei –78 °C gerührt. Es wurde eine Lösung von Hexachlorethan (2,46 g, 10,4 mmol) in 2 ml THF zugegeben. Die Mischung wurde weitere 30 Minuten lang bei –78 °C gerührt. Es wurde 5%-ige Salzsäure zugegeben, bis die Lösung sauer wurde. Die Mischung wurde mit Methylenchlorid extrahiert. Die Methylenchloridlösung wurde mit Kochsalzlösung gewaschen und über MgSO₄ getrocknet. Das Rohprodukt wurde über Flash-Säulenchromatographie (Methylenchlorid und Methanol, 10:1) gereinigt, was die Titelverbindung lieferte: 60 mg, 30 % Ausbeute. ¹H-NMR (250 MHz, D₂O-CDCl₃) δ 1,35 (3H, t, J = 7,25 Hz), 1,75-1,95 (1H, m), 2,30 (3H, s), 2,45-2,75 (2H, m), 2,80-3,15 (2H, m), 3,20-3,50 (4H, m), 3,50-3,70 (1H, m), 4,25 (1H, d, J = 10 Hz), 6,80 (1H, s), 7,25 (2H, d, J = 7,5 Hz), 7,32 (1H, s), 8,0 (2H, d, J = 7,5 Hz). MS: 370 (M). Analyse (C₂₂H₂₆O₂Cl₃N): Berechnet C, 65,50; H, 6,20; N, 3,45; Gefunden: C, 65,65; H, 6,73; N, 3,59. HRMS Berechnet für C₂₂H₂₄NO₂Cl (entsprechend der freien Base): m/z 369,1495. Gefunden: m/z 369,1494.
Beispiel 7. Synthese von (4aRS,9bRS)-2-Ethyl-1,2,3,4,4a,9b-hexahydro-1H-indeno[1,2-c]pyridin-5-on (7).
Rohes Methyl-1-ethyl-3-(4-methylphenyl)-4-pyridincarboxylat (hergestellt wie in der U.S. 5,319,084 für den analogen Ethylester beschrieben) aus 165 g Methyl-1-ethyl-1,2,5,6-tetrahydropyridincarboxylat wurde in 1 1 wässriger 18%-iger HCl gelöst und mit Ether (300 ml) extrahiert, um Bitolyl zu entfernen, das als Nebenprodukt aus der Synthese zurückgeblieben war. Die wässrige Lösung wurde anschließend 48 Stunden lang unter Rückfluss erhitzt und dann nach Zugabe von Acetonitril (Azeotrop) unter reduziertem Druck eingeengt, was rohes 1-Ethyl-1,2,5,6-tetrahydropyridincarbonsäurehydrochlorid (283 g) lieferte, das bei 100 °C unter Hochvakuum gründlich getrocknet wurde. Da dieses Material sehr hygroskopisch ist, wurde es in Stickstoff aufbewahrt. Thionylchlorid (150 ml) wurde bei 5 °C vorsichtig zu reinem 7 (45 g, 159 mmol) gegeben. Nach der Zugabe wurde das Eisbad entfernt, und die resultierende homogene Lösung wurde 4 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Überschüssiges SOCl₂ wurde in vacuo abgezogen, was eine dunkle, dicke, zähflüssige Masse lieferte. Zu diesem Material wurde 1,2-Dichlorethan (250 ml) gegeben und in vacuo wurden 30 ml Lösemittel abgezogen, um jedes restliche SOCl₂ zu entfernen. Zu der trüben Mischung wurde über einen Zeitraum von 45 Minuten portionsweise AlCl₃ (53 g, 397 mmol) gegeben. Die Temperatur wurde mit Hilfe eines Wasserbades bei etwa 25 °C kontrolliert. Nach der Zugabe wurde die dunkle, rot-braune Lösung eine Stunde lang bei 35-40 °C gerührt und anschließend in ein Becherglas gegossen, der etwa 400 g zerstoßenes Eis und 50 ml konzentrierte HCl enthielt. Die wässrige Phase wurde unter Kühlung in einem Eiswasserbad mit 30%-iger NaOH (etwa 350 ml) auf etwa pH 12 basisch gestellt. Die resultierende Mischung wurde unter Kühlung in einem Eiswasserbad extrahiert. Die resultierende Mischung wurde mit Ether (3 × 400 ml) extrahiert und die vereinigten Etherphasen wurden nacheinander mit Wasser und Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO₄), filtriert und unter reduziertem Druck eingeengt, was ein orange-rotes Öl lieferte. Dieses Öl wurde mit einer Kugelrohr-Apparatur destilliert (125-135 °C bei 0,5 mm Hg), was 21,6 g (59 %) Keton 7 als hellgelben Feststoff lieferte, welcher NMR-Eigenschaften besaß, die mit authentischem Material identisch waren.
Beispiel 8. Synthese von Enantiomeren von (4aRS,5SR,9bRS)-2-Ethyl-7-methyl-5-(4-carbomethoxyphenyl)-2,3,4,4a,5,9b-hexahydroindeno[1,2-c]pyridin und (4aRS,5SR,9bRS)-2-Ethyl-7-methyl-5-(4-carboxyphenyl)-2,3,4,4a,5,9b-hexahydroindeno[ 1,2-c]pyridin.
Basierend auf der optischen Drehung bei der Natrium-D-Linie im gegebenen Lösemittel werden Enantiomere als (d) oder (l) beschrieben. Verbindungen mit dem gleichen Rotationsvorzeichen müssen nicht unbedingt die gleiche absolute Konfiguration aufweisen.
1-Ethyl-4-carboxy-1,2,5,6-tetrahydropyridinhydrochlorid. Methyl-1-ethyl-1,2,5,6-tetrahydropyridincarboxylat (11) wurde in 250 ml 1,5 M HCl 4 Stunden lang unter Rückfluss erhitzt. Die Mischung wurde unter Wärmzufuhr und unter einem Stickstoffstrom bis zur Trockne eingeengt, was einen hochkristallinen Feststoff lieferte. Der Feststoff wurde aus MeOH umkristallisiert und lieferte 19,6 g des HCl-Salzes von 12; Smp = 265 °C (Zers.) Analytisch berechnet für C₉H₁₄ClNO₂: C, 50,14; H, 7,36; N, 7,31. Gefunden: C, 50,23; H, 7,36; N, 7,28.
(l)-Enoylsultam ((l)-13) wurde aus 1S(-)-(2,10)-Camphersultam erhalten. Zu dem Hydrochlorid von 12 (1,3 g, 6,79 mmol) wurde Thionylchlorid (15 ml) gegeben und die resultierende Mischung wurde 2 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Überschüssiges SOCl₂ wurde in vacuo abgezogen und der Rückstand wurde mit 10 ml trockenem Toluol verrieben und in vacuo eingeengt. Es wurde noch zweimal verrieben, was einen gelben, pulverigen Feststoff lieferte. In einem separaten Reaktionsgefäß wurde bei 5 °C n-Butyllithium (15 mmol, 6,0 ml einer 2,5 M Lösung in Hexan) zu einer Lösung von 1S-(-)-2,10-Camphersultam (3,16 g, 14,7 mmol) in THF (30 ml) getropft. Nach der Zugabe wurde die klare, farblose Lösung auf Raumtemperatur gebracht und weitere 45 Minuten lang gerührt. Die Lösung des Sultamanions wurde anschließend bei 5 °C mit einer Kanüle in den das Aminosäurechlorid-Hydrochlorid enthaltenden Kolben überführt. Nach der Zugabe ließ man die orange Mischung auf Raumtemperatur kommen und es wurde 18 Stunden lang gerührt. Die Umsetzung wurde durch Zugabe von gesättigtem NH₄Cl (etwa 1 ml) gestoppt und es wurde in vacuo zu einem braunen, teerigen Rückstand eingeengt. Der Rückstand wurde zwischen Ether und Wasser partitioniert, und die Etherphase wurde noch einmal mit Wasser gewaschen. Die Etherphase wurde anschließend mit verdünnter wässriger HCl (etwa 5%-ig) gewaschen und abgetrennt. Das freie Sultam (Etherphase) wurde durch Umkristallisation aus reinem EtOH erhalten (1,2 g). Das Produkt [(l)-13] wurde erhalten, indem die saure wässrige Phase mit konzentrierter NH₄OH auf pH 12 basisch gestellt wurde, mit Ether extrahiert wurde und der Rückstand nach Abziehen der Etherphase aus n-Hexan umkristallisiert wurde. Dies lieferte 1,9 g (l)-13 als weiße, dicke Nadeln; Smp. = 120 °C, [α]²¹ _D = –74,8° (c = 1,0, CHCl₃), ¹H-NMR identisch mit seinem Antipoden (siehe unten). Analytisch berechnet für C₁₈H₂₈N₂O₃S: C, 61,33; H, 8,01; N, 7,95. Gefunden: C, 61,35; H, 8,06; N, 7,89.
(d)-Enoylsultam-Enantiomer von 13 wurde aus 1R(+)-(2,10)-Camphersultam erhalten. Dieses wurde aus dem Hydrochlorid der Aminosäure 12 (6,5 g, 34,1 mmol) und 1R(+)-2,10-Camphersultam (15,4 g, 71,4 mmol) mit einem Verfahren ähnlich dem für den Antipoden (siehe oben) mit einer Ausbeute von 86 % hergestellt. Smp. = 118,5 °C-119,6 °C (umkristallisiert aus Hexan als dicke, strohfarbene Blättchen); [α]²¹ _D = +74,1° (c = 1,0, CHCl₃); ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃): δ 1,00 (3H, s), 1,12 (3H, t, J = 7,1 Hz), 1,22 (3H, s), 1,3-1,5 (2H, m), 1,8-2,1 (5H, m), 2,2-2,4 (1H, m), 2,55 (2H, q, J = 7,1 Hz), 2,6-2,7 (3H, m), 3,1-3,3 (2H, m), 3,38 (1H, d, J = 13,6 Hz), 3,50 (1H, d, J = 13,6 Hz), 4,0-4,1 (1H, m), 6,5-6,6 (1H, m); Analytisch berechnet für C₁₈H₂₈N₂O₃S: C, 61,33; H, 8,01; N, 7,95. Gefunden: C, 61,48; H, 8,02; N, 7,98. Die kristalline Form dieses Materials variierte abhängig davon, wie schnell es aus Hexan ausfiel, und von der Konzentration beim Reinigungsschritt.
1,4-Addukt(l)-14 wurde aus (l)-13 erhalten. Zu einer Lösung von Enoylsultam (l)-13 (5,6 g, 16,0 mmol) in Toluol (200 ml) wurde über 10 Minuten bei –78 °C p-Tolylmagnesiumbromid (33,6 mmol, 33,6 ml einer 1,0 M Lösung in Ether) zugegeben. Nachdem die Reaktionsmischung weitere 30 Minuten bei –78 °C gerührt worden war, wurde sie über Nacht in einen Gefrierschrank (–10 °C) gestellt und anschließend zwei weitere Stunden lang auf +5 °C erwärmt. Die Mischung wurde gestoppt, indem sie zu gesättigter NH₄Cl (200 ml) gegeben wurde. Nach Extraktion der wässrigen Phase mit Ether (400 ml) wurde die Etherphase mit 3%-iger HCl (3 × 200 ml) extrahiert. Die sauren Phasen wurden vereinigt, mit konzentrierter NH₄OH basisch gestellt (pH = 12), mit Ether (3 × 200 ml) extrahiert, und die Etherphasen wurden mit Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet (MgSO₄), filtriert und unter reduziertem Druck eingeengt, was einen orangen Feststoff liefere (7,12 g). Dieser Feststoff wurde aus Ether-Hexan (etwa 40 ml einer ungefähren 1:2-Mischung) umkristallisiert. Ausbeute 3,64 g. Eine zweite Ernte lieferte weitere 1,24 g. Gesamt = 4,68 g (66 %). Smp. = 150,5-151,7 °C (Ether-Hexan; dichte, dicke, strohfarbene Prismen); [α]²¹ _D = 26,2° (c = 1,14, CHCl₃); ¹H-NMR (500 MHz, CDCl₃); δ 0,44 (3H, s), 0,82 (3H, s), 1,13 (3H, t, J = 7,16 Hz), 1,20-1,30 (2H, m), 1,40-1,55 (1H, m), 1,62-1,65 (1H, m), 1,70-1,85 (3H, m), 1,95-2,05 (1H, m), 2,05-2,10 (1H, m), 2,27 (3H, s), 2,55 (2H, q, J = 7,16 Hz), 2,55-2,62 (1H, m), 2,68-2,72 (1H, m), 2,82 (1H, dd, J = 10,64, 3,47 Hz), 3,12 (1H, t, J = 10,8 Hz), 3,24-3,28 (1H, m), 3,30 (1H, d, J = 14,0 Hz), 3,32 (1H, d, J = 14,0 Hz), 3,55-3,60 (1H, m), 3,67-3,71 (1H, m), 7,02 (2H, d, J = 7,96 Hz), 7,15 (2H, d, J = 7,96 Hz); Analytisch berechnet für C₂₅H₃₆N₂O₃S: C, 67,53; H, 8,16; N, 6,30. Gefunden: C, 67,58; H, 8,15; N, 6,30.
Enantiomerenreines Keton (d)-7 wurde aus (l)-14 erhalten. Zu einer Lösung des 1,4-Addukts (l)-14 (6,86 g, 15,45 mmol) in THF (40 ml) wurde eine frisch hergestellte Lösung von LiOH·H₂O (6,43 g, 153 mmol) in Wasser (40 ml) gegeben. Die resultierende heterogene Mischung wurde für 26 Stunden unter leichtem Rückfluss kräftig gerührt. Die Mischung wurde auf etwa +5 °C abgekühlt, mit konzentrierter HCl auf pH = 0 angesäuert und der Hauptteil der flüchtigen Bestandteile wurde entfernt, indem ein mäßig starker Strom von Stickstoffgas über die Oberfläche der Mischung geleitet wurde, die währenddessen in ein warmes Wasserbad (Temp. = 50 °C) eingetaucht war. Der zurückbleibende Feststoff wurde unter Hochvakuum gründlich getrocknet. Das erhaltene Rohmaterial wurde ähnliche wie das racemische Material (siehe oben) zum Keton (d)-7 zyklisiert, wobei Thionylchlorid und anschließend AlCl₃ in 1,2-Dichlorethan verwendet wurden. Dies lieferte 1,12 g des Ketons (d)-7 als freie Base in Form eines Öls, das sich beim Stehen lassen über Nacht verfestigte. Ein Teil dieses Materials wurde nach Wiedergewinnung aus dem nächsten Schritt gereinigt, um physikalische Daten zu erhalten. [α]²⁰ _D = +95,9° (freie Base, c = 1,2, CHCl₃); [α]¹⁹ _D = +71,9° (HCl-Salz, c = 1,1, CHCl₃).
Enantiomerienreines Olefin (d)-15 wurde aus Keton (d)-7 erhalten. Dieses Material wurde ähnlich dem racemischen Verfahren (siehe U.S. 5,319,084) aus Keton (d)-7 (1,12 g, 4,89 mmol) erhalten. Die Ausbeute betrug 850 mg (47 %). [α]¹⁹ _D = +21,2° (c = 1,24, CHCl₃).
Synthese von (l)-2-Ethyl-7-methyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-5-(4-bromphenyl)-5-hydroxy-1H-indeno-[1,2-c]pyridin. Zu einer kräftig gerührten Lösung von 4-Bromiodbenzol (13,8 g, 48,9 mmol) in 160 ml THF wurde bei –78 °C sehr langsam n-Butyllithiumlösung (19,6 ml, 2,5 M in Pentan, 49 mmol) gegeben. Nach der Zugabe wurde die Lösung 10 Minuten bei –78 °C gerührt. Die Lösung wurde gelb und trüb. Eine Lösung von (d)-2-Ethyl-7-methyl-1,2,3,4,4a,5,9b-hexahydroindeno[1,2-c]pyridin-5-on (8 g, 34,9 mM) in 40 ml THF wurde zugegeben. Die Mischung wurde anschließend 2 Stunden bei –78 °C gerührt. Das Kühlbad wurde entfernt und die Mischung wurde mit Wasser gequencht. Die organische Phase wurde abgetrennt und die wässrige Phase wurde mit Methylenchlorid extrahiert. Die organischen Phasen wurden vereinigt, mit Kochsalzlösung gewaschen und über MgSO₄ getrocknet. Abziehen des Lösemittels lieferte das Rohprodukt, das aus Methylenchlorid umkristallisiert wurde und die Titelverbindung lieferte (10,8 g, 80 %). Smp. = 169,6-170,3 °C. ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 1,00 (3H, t, J = 7,3 Hz), 1,70-2,00 (2H, m), 2,15-2,30 (1H, m), 2,29 (3H, s), 2,38 (2H, q, J = 7,3 Hz), 2,5-2,7 (2H, m), 2,70-2,85 (1H, m), 2,85-3,00 (1H, m), 3,30-3,50 (1H, m), 6,84 (1H, s), 7,17 (2H, q, J = 7,5 Hz), 7,31 (2H, d, J = 11 Hz), 7,43 (2H, d, J = 11 Hz). MS: 386 (M), 230 (100 %). [α]_D = –11,5° (c = 1,03, CHCl₃). Analyse (C₂₂H₂₄OBrN): Berechnet C, 65,28; H, 6,26; N, 3,62; Gefunden: C, 65,11; H, 6,21; N, 3,64.
Synthese des (l)-Enantiomers von (4a,SR,5RS,9bSR)-2-Ethyl-7-methyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-5-(4-bromphenyl)-1H-indeno[1,2-c]pyridin (l). Eine Lösung von (l)-10-2-Ethyl-7-methyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-5-(4-bromphenyl)-5-hydroxy-1H-indeno[1,2-c]pyridin (4,5 g, 13 mmol) und 100 ml Triethylsilan in 300 ml wasserfreiem Methylenchlorid wurde auf –78 °C abgekühlt. 10 Minuten lang wurde Trifluorborangas durch die Lösung geleitet. Die farblose Lösung wurde orange. Die Mischung wurde auf Raumtemperatur erwärmt und es wurden 10 g Kaliumcarbonat und anschließend Wasser zugegeben. Die organische Phase wurde abgetrennt und die wässrige Phase wurde mit Methylenchlorid extrahiert. Die organischen Phasen wurden vereinigt, mit Kochsalzlösung gewaschen und über MgSO₄ getrocknet. Das Lösemittel wurde abgezogen, was das Rohprodukt lieferte.
Das Rohprodukt wurde in 40 ml n-Butanol gelöst. Kaliumhydroxid (9 g) wurde zugegeben. Die Mischung wurde unter Rühren unter Rückfluss erhitzt. Nachdem sie 20 Stunden lang unter Rückfluss erhitzt worden war, wurde die Mischung auf Raumtemperatur abgekühlt und in Eis gegossen. Die Mischung wurde mit Methylenchlorid extrahiert. Die Methylenchloridlösung wurde mit Kochsalzlösung gewaschen und über MgSO₄ getrocknet. Das Lösemittel wurde abgezogen und das Rohprodukt wurde zwischen Diethylether und 18%-iger Salzsäurelösung partitioniert. Die Phasen wurden getrennt und die wässrige Lösung wurde noch einmal mit Diethylether gewaschen. Die wässrige Lösung wurde auf 0 °C abgekühlt und mit 50%-iger Natriumhydroxidlösung auf pH > 14 basisch gestellt. Die Mischung wurde dreimal mit Methylenchlorid extrahiert. Die organische Lösung wurde mit Kochsalzlösung gewaschen und über MgSO₄ getrocknet. Abziehem des Lösemittels lieferte das Rohprodukt, das über Flash-Säulenchromatographie (Silicagel, CH₂Cl₂ und MeOH, 100:3) gereinigt wurde und die Titelverbindung (l)-10 lieferte, 3,2 g, 67 % Ausbeute (in zwei Schritten). Das Hydrochloridsalz wurde auf übliche Weise hergestellt. Smp. = 240 °C (Zersetzung). ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 1,12 (3H, t, J = 7,25), 1,6-1,8 (1H, m), 1,80-2,05 (2H, m), 2,15-2,40 (2H, m), 2,26 (3H, s), 2,70-2,85 (1H, m), 2,90-3,10 (1H, m), 3,30-3,45 (1H, m), 4,12 (1H, d, J = 10,25 Hz), 6,72 (1H, s), 7,00-7,30 (4H, m), 7,44 (2H, d, J = 9,0 Hz). MS: 370 (M). [α]_D = –7,8° (c = 0,83, MeOH). Analyse (C₂₁H₂₄BrN·HCl): Berechnet C, 62,00; H, 6,19; N, 3,44; Gefunden: C 61, 96; H, 6,23; N, 3,35.
Synthese des (l)-Enantiomers von (4aRS,SSR,9bRS)-2-Ethyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-7-methyl-5-(4-carboxyphenyl)-1H-indeno[1,2-c]pyridinhydrochlorid [(l)-2]. Eine Lösung von 100 mg (0,27 mmol) der (l)-10-Verbindung in 5 ml THF wurde auf –78 °C gekühlt. Zu dieser Lösung wurden 0,54 ml n-Butyllithiumlösung (2,5 M in Pentan, 1,35 mmol) gegeben. Die Lösung wurde 30 Minuten bei –78 °C gerührt. Durch eine Nadel wurde 10 Minuten lang Kohlenstoffdioxidgas in die Lösung geleitet. Die Mischung wurde noch 10 Minuten bei –78 °C weitergerührt und auf Raumtemperatur erwärmt. THF wurde abgezogen und der Rückstand wurde mit 18%-iger Salzsäure angesäuert. Die Mischung wurde mit Methylenchlorid extrahiert. Die Methylenchloridlösung wurde mit Kochsalzlösung gewaschen und über MgSO₄ getrocknet. Das Trockenmittel wurde abfiltriert und die Lösung wurde eingeengt, was das Rohprodukt lieferte. Säulenchromatographie (Silicagel, CH₂Cl₂ und MeOH, 10:1 bis 1:1) des Rohprodukts lieferte 72 mg (71 % Ausbeute) (-)-2. [α]_D = –15,5° (c = 1,24, MeOH).
Synthese des (d)-Enantiomers von (4aRS,5SR,9bRS)-2-Ethyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-7-methyl-5-(4-carbomethoxyphenyl)-1H-indeno[1,2-c]pyridinhydrochlorid [(d)-3]. Eine Lösung von (l)-2 (20 mg) in 1 ml Methanol wurde auf –10 °C (Eis-Aceton) gekühlt. Thionylchlorid wurde im Überschuss zugegeben. Nach der Zugabe wurde die Mischung auf Raumtemperatur erwärmt und über Nacht gerührt. Überschüssiges Thionylchlorid und das Lösemittel wurden mit Stickstoff abgeblasen und der Rückstand wurde im Vakuum getrocknet. Das Rohprodukt wurde mit HPLC analysiert (Sumichiral, QA-4900, 4 mm × 25 cm; Lösemittel: 53,8 % 1,2-Dichlorethan, 44 % Hexan, 2,2 % Ethanol und 0,1 % TFA; Durchflussgeschwindigkeit: 0,8 ml/min; λ = 254 nm), was einen ee-Wert von > 97 % für (d)-3 ergab.
Synthese des (d)-Enantiomers von (4aRS,5SR,9bRS)-2-Ethyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-7-methyl-5-(4-carboxyphenyl)-1H-indeno[1,2-c]pyridinhydrochlorid [(d)-2] und des (l)-Enantiomers von (4aRS,5SR,9bRS)-2-Ethyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-7-methyl-5-(4-carbomethoxyphenyl)-1H-indeno[1,2-c]pyridinhydrochlorids [(l)-3]. Diese beiden Verbindungen können ausgehend von dem oben beschriebenen Enoylsultam (d)-13 synthetisiert werden, wobei zur Synthese ihrer Enantiomeren die obigen nachfolgenden Schritte ausgeführt werden. Ihre Eigenschaften wurden bereits beschrieben. Siehe Cook et al., J. Med. Chem., 38: 753-763 (1995).
Entsprechend der obigen Lehre sind offensichtlich viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich. Daher versteht es sich, dass die Erfindung im Rahmen der anliegenden Ansprüche anders ausgeführt werden kann, als hier speziell beschrieben ist.

Claims

Verbindung der Formel
wobei die Verbindung die in Formel (I) gezeigte relative Stereochemie besitzt oder dessen Enantiomer ist, worin R¹ geradkettiges oder verzweigtes C_1-6-Alkyl ist; R² Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes C_1-6-Alkyl ist; R³ geradkettiges oder verzweigtes C_1-6-Alkyl ist oder CHO, CH₂OH, COOH, COOR ist, wobei R C_1-10-Alkyl, C_6-10-Aryl oder C_7-10-Aralkyl ist, oder R³ CH₂OC(O)R ist, wobei R wie oben definiert ist; R⁴ Halogen ist; Mischungen dieser Verbindungen und Säureadditionssalze davon.
Verbindung nach Anspruch 1, worin R³ COOR ist, wobei R C_1-3-Alkyl ist.
Verbindung nach Anspruch 2, worin R Methyl ist.
Verbindung nach Anspruch 1, worin R¹ Hydroxymethyl ist.
Verbindung nach Anspruch 1, worin R³ Formyl ist.
Verbindung nach Anspruch 1, worin R³ Carbonyl ist.
Verbindung nach Anspruch 1, worin R³ CH₂OC(O)R ist, wobei R C_1-6-Alkyl ist.
Verbindung nach Anspruch 1, worin R¹ C_1-3-Alkyl ist.
Verbindung nach Anspruch 1, worin R² C_1-3-Alkyl ist.
Verbindung nach Anspruch 1, worin R² Wasserstoff ist.
Verbindung nach Anspruch 1, wobei die Verbindung ein einzelnes Enantiomer ist und antispermiogene Aktivität besitzt.
Verbindung nach Anspruch 1, wobei die Verbindung eine Mischung aus zwei Enantiomeren ist.
Verbindung nach Anspruch 1, worin R⁴ Cl, Br oder I ist.
Verbindung nach Anspruch 13, worin R' Ethyl ist, R² Wasserstoff ist, R³ COOH oder COOCH₃ ist und R⁴ I, Br oder Cl ist.
Pharmazeutische Zusammensetzung, umfassend eine antispermiogen wirksame Menge einer Verbindung gemäß Anspruch 1 und einen Träger oder ein Verdünnungsmittel.
Pharmazeutische Zusammensetzung, umfassend eine antispermiogen wirksame Menge einer Verbindung gemäß Anspruch 14 und einen Träger oder ein Verdünnungsmittel.
Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 15 zur Hemmung der Spermiogenese bei einem Säuger.
Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 16 zur Hemmung der Spermiogenese bei einem Säuger.
Diagnostische Zusammensetzung zum Diagnostizieren einer testikulären Fehlfunktion bei einem Säuger, umfassend eine wirksame Menge einer Verbindung gemäß Anspruch 1, bei der ein oder mehrere Atome der Verbindung durch ein radioaktives Atom substituiert sind.
Zusammensetzung nach Anspruch 19, wobei das radioaktive Atom ¹²³I, ¹²⁵I, ¹³¹I, '¹⁸F, ¹³C, ¹⁴C oder ³H ist.
Zusammensetzung zum Sterilisieren eines Säugers, umfassend eine antispermiogen wirksame Menge einer Verbindung gemäß Anspruch 1, wobei diese Zusammensetzung in einer Menge und für einen Zeitraum verabreicht wird, die ausreichen, um einen Säuger unfruchtbar zu machen.
Verfahren zur Synthese individueller Enantiomere einer Verbindung gemäß Anspruch 1, umfassend die Schritte: (a) Behandeln eines einzelnen Enantiomers von 2-Ethyl-7-methyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-1H-indeno[1,2-c]-pyridin-5-on mit einem p-Halogen-substituierten Phenylmagnesiumhalogenid oder einer p-Halogen-substituierten Phenyllithiumverbindung zur Bildung eines 2-Ethyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydr-7-methyl-5-hydroxy-5-(4-halophenyl)-1H-indeno[1,2-c]pyridins, (b) In-Kontakt-Bringen des Produkts aus Schritt (a) mit Bortrifluorid und einem Trialkylsilan, (c) Behandeln des Produkts aus Schritt (b) mit einer Base in einem alkoholischen Lösungsmittel zum Erhalt eines Enantiomers von (4aRS,5SR,9bRS)-2-Ethyl-2,3,4,4a,5,9b-hexahydro-7-methyl-5-(4-halophenyl)-1H-indeno[1,2-c]pyridin, (d) In-Kontakt-Bringen des Produkts aus Schritt (c) mit einem Alkyllithium und anschließend Kohlendioxid und, gegebenenfalls, (e) Behandeln des Produkts aus Schritt (d) mit einer Mischung aus Thionylchlorid und einem Alkohol.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Halogen Brom ist, Trialkylsilan Triethylsilan ist, die Base KOH ist, der Alkohol n-Butanol ist, das Alkyllithium tert-BuLi ist und das Alkanol Methanol ist.