DE69921340T2

DE69921340T2 - Verzweigte alkylpyrrolidin-3-carbonsäuren

Info

Publication number: DE69921340T2
Application number: DE69921340T
Authority: DE
Inventors: Stephen Justin BRYANS; Victor Ihoezo West Chester EKHATO; Christopher David HORWELL; Rong Ling; Jean-Marie Receveur; Juergen David WUSTROW
Original assignee: Warner Lambert Co LLC
Current assignee: Warner Lambert Co LLC
Priority date: 1998-09-14
Filing date: 1999-08-11
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2019-08-12
Also published as: EP1112253B1; CA2339273C; ATE280154T1; US6245801B1; DE69921340D1; NZ510145A; BR9913701A; EP1112253A1; KR20010075064A; ZA200100837B; AU5478799A; JP2002524551A; WO2000015611A1; ES2228087T3; CA2339273A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Verbindungen der Formel
worin R₁ Wasserstoff oder einen Niederalkylrest bedeutet und n 4, 5 oder 6 bedeutet, sind aus dem US-Patent Nr. 4 024 175 und dessen Teilanmeldung, dem US-Patent Nr. 4 087 544, bekannt. Die offenbarten Verwendungszwecke sind: Schutzwirkung gegenüber durch Thiosemicarbazid induzierten Krämpfen; Schutzwirkung gegenüber Cardiazolkrämpfen; den Hirnerkrankungen, Epilepsie, Schwächeanfällen, Hypokinesie und Schädeltraumata; und eine Verbesserung der Hirnfunktionen. Die Verbindungen sind bei Alterspatienten verwendbar.
Die WO 9615108 offenbart 4-Amino-2,4-dicarboxypyrrolidin-Verbindungen, die zur Behandlung von akuten und chronischen neurodegenerativen Zuständen verwendbar sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Verbindungen, Prodrugs und pharmazeutisch akzeptablen Salze sind bei einer Vielzahl von Störungen verwendbar. Die Störungen umfassen: Krämpfe, wie bei Epilepsie, Schwächeanfällen, Hypokinesie, Schädelerkrankungen, neurodegenerativen Störungen, Depression, Angst, Panik, Schmerz, entzündliche Erkrankungen, wie Arthritis, Reizdarmsyndrom, und neuropathologische Erkrankungen.
Die Verbindungen sind die Verbindungen der Formel
oder ein pharmazeutisch akzeptables Salz derselben oder eine Prodrug derselben, wobei
R₁ Wasserstoff oder ein gerades oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffen bedeutet;
R₂ ein gerades oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffen bedeutet; und
R₁ und R₂ zusammengenommen einen carbocyclischen Ring mit 3 bis 7 Atomen bilden können.
Bevorzugte Verbindungen sind die Verbindungen, worin
R₁ H, Methyl oder Ethyl bedeutet; und
R₂ Methyl oder Ethyl bedeutet.
Die am stärksten bevorzugten Verbindungen sind (cis)-4-Isobutyl-pyrrolidin-3-carbonsäure und (trans)-4-Isobutyl-pyrrolidin-3-carbonsäure.
Andere bevorzugte Verbindungen sind diejenigen, worin R₁ und R₂ zusammengenommen einen carbocyclischen Ring mit 3 bis 7 Atomen bilden.
Stärker bevorzugte Verbindungen sind diejenigen, worin R₁ und R₂ einen 5- oder 6-gliedrigen Ring bilden.
Bei der Herstellung der Endverbindungen verwendbare neue Zwischenprodukte werden ebenfalls durch die Erfindung umfasst.
Weitere Verbindungen der Erfindung sind die Verbindungen der Formel IA
oder ein pharmazeutisch akzeptables Salz derselben, wobei R₄ Alkyl mit 3 oder 4 Kohlenstoffen bedeutet. Derartige Verbindungen sind ausgewählt aus:
trans-4-Isopropyl-pyrrolidin-3-carbonsäure,
trans-4-Propyl-pyrrolidin-3-carbonsäure und
trans-4-Butyl-pyrrolidin-3-carbonsäure.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung und deren pharmazeutisch akzeptablen Salze und Prodrugs sind wie in der obigen Formel I definiert.
Der Ausdruck "Alkyl" bedeutet eine gerade oder verzweigte Gruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, wobei er, ohne hierauf beschränkt zu sein, Methyl, Ethyl, Propyl, n-Propyl, Isopropyl, Butyl, 2-Butyl, tert-Butyl und Pentyl umfasst.
Bevorzugte Gruppen sind Methyl und tert-Butyl.
Die Stereozentren in Formel I können unabhängig voneinander entweder R- oder S-Konfiguration aufweisen.
Verbindungen der Formel I, worin die zwei Substituenten eine relative cis-Orientierung zum Pyrrolidinring besitzen, können auf die folgende, in Reaktionsschema 1 angegebene Weise hergestellt werden.
Reaktionsschema 1
Verbindungen der Formel I, worin die zwei Substituenten eine relative trans-Orientierung zum Pyrrolidinring besitzen, können auf die folgende, in Reaktionsschema 2 angegebene Weise hergestellt werden.
Reaktionsschema 2
Reaktionsschema 3
Reaktionsschema 4
Reaktionsschema 5
Da Aminosäuren amphoter sind, können pharmakologisch kompatible Salze, wenn R Wasserstoff bedeutet, Salze von geeigneten anorganischen oder organischen Säuren, beispielsweise Chlorwasserstoff, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Essigsäure, Oxalsäure, Milchsäure, Citronensäure, Äpfelsäure, Salicylsäure, Malonsäure, Maleinsäure, Bernsteinsäure und Ascorbinsäure, sein. Ausgehend von entsprechenden Hydroxiden oder Carbonaten werden Salze mit Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen, beispielsweise Natrium, Kalium, Magnesium oder Calcium, gebildet. Salze mit quaternären Ammoniumionen können auch mit beispielsweise dem Tetramethylammoniumion hergestellt werden.
Prodrugs der Verbindungen I–VIII werden vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung umfasst. Aminoacyl-glykolsäure- und -milchsäureester sind als Prodrugs von Aminosäuren bekannt (C. G. Wermuth, Chemistry and Industry, 1980: 433–435). Die Carbonylgruppe der Aminosäuren kann durch bekannte Mittel verestert werden. Prodrugs und Softdrugs sind einschlägig bekannt (E. Palomino, Drugs of the Future, 1990; 15(4): 361–368). Die letzten zwei Verweise sind hier als Bezug aufgenommen.
Die Wirksamkeit eines oral verabreichten Arzneimittels hängt vom wirksamen Transport des Arzneimittels durch das Schleimhautepithel und dessen Stabilität im enterohepatischen Kreislauf ab. Arzneimittel, die nach parenteraler Verabreichung wirksam sind, jedoch oral weniger wirksam sind, oder deren Halbwertszeit im Plasma als zu kurz betrachtet wird, können chemisch zu einer Prodrugform modifiziert werden.
Eine Prodrug ist ein Arzneimittel, das chemisch modifiziert wurde und an dessen Wirkungsort biologisch inaktiv sein kann, jedoch durch einen oder mehrere enzymatische oder sonstige in-vivo-Prozesse zur biologisch aktiven Stammform abgebaut oder modifiziert werden kann.
Dieses chemisch modifizierte Arzneimittel oder diese Prodrug sollte ein gegenüber der Stammform unterschiedliches pharmakokinetisches Profil besitzen, das eine leichtere Absorption durch das Schleimhautepithel, eine bessere Salzformulierung und/oder Löslichkeit, eine verbesserte systemische Stabilität (beispielsweise zur Erhöhung der Lebensdauer im Plasma) ermöglicht. Diese chemischen Modifikationen können sein:

1) Ester- oder Amidderivate, die beispielsweise durch Esterasen oder Lipasen gespalten werden können. Für Esterderivate wird der Ester aus der Carbonsäureeinheit des Arzneimittelmoleküls durch bekannte Mittel abgeleitet. Für Amidderivate kann das Amid aus der Carbonsäureeinheit oder der Amineinheit des Arzneimittelmoleküls durch bekannte Mittel abgeleitet werden.
2) Peptide, die durch spezifische oder nicht-spezifische Proteinasen erkannt werden können. Ein Peptid kann an das Arzneimittelmolekül durch die Bildung einer Amidbindung mit der Amin- oder Carbonsäureeinheit des Arzneimittelmoleküls durch bekannte Mittel gekoppelt werden.
3) Derivate, die sich an einem Wirkort durch Membranselektion einer Prodrugform oder modifizierten Prodrugform ansammeln.
4) Eine beliebige Kombination von 1 bis 3.

Die derzeitige Forschung bei Tierexperimenten hat gezeigt, dass die orale Absorption bestimmter Arzneimittel durch die Herstellung "weicher" quaternärer Salze erhöht werden kann. Das quaternäre Salz wird als "weiches" quaternäres Salz bezeichnet, da es im Gegensatz zu normalen quaternären Salzen, beispielsweise R-N⁺(CH₃)₃, das aktive Arzneimittel bei Hydrolyse freisetzen kann.
"Weiche" quaternäre Salze besitzen im Vergleich zum zugrundeliegenden Arzneimittel oder dessen Salzen günstige physikalische Eigenschaften. Die Wasserlöslichkeit kann im Ver gleich mit anderen Salzen, beispielsweise dem Hydrochlorid, erhöht sein, doch ist wichtiger, dass eine erhöhte Absorption des Arzneimittels aus dem Darm erfolgen kann. Eine erhöhte Absorption beruht wahrscheinlich auf der Tatsache, dass das "weiche" quaternäre Salz grenzflächenaktive Eigenschaften besitzt und Mizellen und nicht-ionisierte Ionenpaare mit Gallensäuren und dergleichen bilden kann, die das Darmepithel wirksamer durchdringen können. Die Prodrug wird nach der Absorption unter Freisetzung des aktiven Stammarzneimittels rasch hydrolysiert.
Bestimmte Verbindungen der vorliegenden Erfindung können in nicht-solvatisierten Formen sowie solvatisierten Formen einschließlich Hydratformen existieren. Im Allgemeinen sind die solvatisierten Formen einschließlich der Hydratformen zu den nicht-solvatisierten Formen äquivalent und sie sollen vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung umfasst sein.
Bestimmte Verbindungen der vorliegenden Erfindung besitzen ein oder mehrere chirale Zentren, und jedes Zentrum kann in der R(D)- oder S(L)-Konfiguration existieren. Die vorliegende Erfindung umfasst alle enantiomeren und epimeren Formen sowie die entsprechenden Gemische derselben. Beispielsweise ist die Verbindung von Beispiel 1 ein Gemisch von allen vier möglichen Stereoisomeren. Die Verbindung von Beispiel 6 ist eines der Isomere. Die Konfiguration der Kohlenstoffzentren des Cyclohexanrings kann in den Verbindungen, in denen eine Konfiguration festgelegt werden kann, R oder S sein.
Der Radioligandenbindungstest unter Verwendung von [³H]-Gabapentin und der von Schweinehirngewebe abgeleiteten α₂δ-Untereinheit wurden verwendet (N. S. Gee, J. P. Brown, V. U. K. Dissanayake, J. Offord, R. Thurlow, G. N. Woodruff, "The Novel Anti-convulsant Drug, Gabapentin, Binds to the α₂δ-Subunit of a Calcium Channel", J. Biol. Chem. 1996; 271: 5879–5776).
Verbindungen können auf ihre biologische Aktivität auch unter Verwendung eines [³H]-Gabapentin-Bindungstests gemäß der Beschreibung in N. Suman Chauhan et al., Eur. J. Pharmacol., 1993; 244-: 293–301 getestet werden.
Tabelle 2
Die obige Tabelle 2 zeigt die Bindungsaffinität der Verbindungen der Erfindung zur α₂δ-Untereinheit.
Die Verbindungen der Erfindung werden mit Neurontin^®, einem auf dem Markt befindlichen Arzneimittel, das bei der Behandlung von Erkrankungen wie Epilepsie wirksam ist, verglichen. Neurontin^® ist 1-(Aminomethyl)-cyclohexanessigsäure der Strukturformel
Gabapentin (Neurontin^®) ist in diesem Test etwa 0,10 bis 0,12 μM. Es wird erwartet, dass die Verbindungen der vorliegenden Erfindung daher zu Gabapentin vergleichbare pharmakologische Eigenschaften zeigen, beispielsweise als Mittel für Krämpfe, Angst und Schmerz.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die therapeutische Verwendung der Verbindungen der Erfindung als Mittel für neurodegenerative Erkrankungen.
Diese neurodegenerativen Erkrankungen sind beispielsweise Alzheimer-Krankheit, Chorea Huntington, Parkinson-Krankheit und amyotrophische Lateralsklerose.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen, die als akute Hirnverletzung bezeichnet werden. Diese umfassen, ohne hierauf beschränkt zu sein, Schlaganfall, Kopftrauma und Asphyxie.
Schlaganfall bezeichnet eine zerebrale vaskuläre Erkrankung und kann auch als zerebraler vaskulärer Vorfall (CVA) bezeichnet werden und er umfasst einen akuten Thromboembolie-Schlaganfall. Ein Schlaganfall umfasst sowohl fokale als auch globale Ischämie. Ebenfalls umfasst werden vorübergehende zerebrale ischämische Anfälle und andere zerebrale vaskuläre Probleme, die von Hirnischämie begleitet sind. Ein Patient, an dem speziell eine Carotis-Endarterektomie oder andere zerebrovaskuläre oder vaskuläre chirurgische Eingriffe allgemein oder diagnostische vaskuläre Verfahren, die eine Hirnangiographie umfassen, und dergleichen durchgeführt werden.
Andere Vorfälle sind ein Kopftrauma, Rückenmarktrauma oder ein Trauma aufgrund einer allgemeinen Anoxie, Hypoxie, Hypoglykämie, Hypotonie sowie ähnliche Traumata, die während Eingriffen aufgrund einer Embolie, Hyperfusion und Hypoxie beobachtet werden.
Die vorliegende Erfindung ist in einem Bereich von Fällen, beispielsweise während einer Herz-Bypass-Operation, bei Fällen einer intracranialen Hämorrhagie, bei perinataler Asphyxie, bei Herzstillstand und epileptischen Zuständen, verwendbar.
Schmerz bezeichnet akuten sowie chronischen Schmerz.
Akuter Schmerz ist üblicherweise kurzlebig und mit Hyperaktivität des sympathischen Nervensystems verbunden. Beispiele sind postoperativer Schmerz und Allodynie.
Chronischer Schmerz wird üblicherweise als Schmerz definiert, der 3 bis 6 Monate besteht, und er umfasst somatogene Schmerzen und psychogene Schmerzen. Ein weiterer Schmerz ist nozizeptiv.
Ein noch weiterer Schmerz wird durch eine Verletzung oder Infektion peripherer sensorischer Nerven verursacht. Er umfasst, ohne hierauf beschränkt zu sein, Schmerz von einem peripheren Nerventrauma, einer Herpesvirusinfektion, Diabetes mellitus, einer Kausalgie, einer Plexus-Avulsio, einem Neurom, einer Gliedmaßenamputation und Vasculitis. Neuropathischer Schmerz wird auch durch eine Nervenschädigung ausgehend von chronischem Alkoholismus, einer Humanimmunschwächevirusinfektion, Schilddrüsenunterfunktion, Urämie oder Vitaminmangel verursacht. Neuropathischer Schmerz umfasst, ohne hierauf beschränkt zu sein, Schmerz, der durch eine Nervenverletzung verursacht ist, beispielsweise der Schmerz, an dem Diabetiker leiden.
Psychogener Schmerz ist der Schmerz, der ohne organische Ursache auftritt, beispielsweise Kreuzschmerzen, atypische Gesichtsschmerzen und chronische Kopfschmerzen.
Andere Arten von Schmerzen sind: Entzüngungsschmerzen, Osteoarthritisschmerzen, Trigeminusneuralgie, Krebsschmerzen, Diabetesneuropathie, Ekbom-Syndrom, akute Herpes- und post-Herpes-Neuralgie, Kausalgie, Avulsio des Plexus brachialis, Occiptalis-Neuralgie, Gicht, Phantomgliedschmerz, Verbrennung und sonstige Formen von Neuralgie, neuropathischem und idiopathischem Schmerzsyndrom.
Ein erfahrener Arzt kann die geeignete Situation, in der Subjekte für beispielsweise einen Schlaganfall anfällig sind oder mit einem Risiko hierfür behaftet sind sowie an einem Schlaganfall leiden, zur Verabreichung durch die Verfahren der vorliegenden Erfindung bestimmen.
Es wird auch erwartet, dass die Verbindungen der Erfindung bei der Behandlung einer Depression verwendbar sind. Depression kann das Ergebnis einer organischen Erkrankung, die Folge von mit einem Verlust einer Person verbundenen Belastung oder idiopathischer Herkunft sein. Es besteht eine starke Tendenz für das familiäre Auftreten von einigen Formen von Depression, was eine mechanistische Ursache für mindestens einige Formen der Depression nahelegt. Die Diagnose einer Depression wird primär durch quantitative Bestimmung der Veränderungen der Stimmung eines Patienten gestellt. Diese Bewertungen der Stimmung werden allgemein durch einen Arzt durchgeführt oder durch einen Neuropsychologen unter Verwendung validierter Bewertungsskalen, wie die Hamilton Depression Rating Scale oder die Brief Psychiatric Rating Scale, quantitativ bestimmt. Zahlreiche andere Skalen wurden entwickelt, um den Grad der Stimmungsänderungen bei Patienten mit Depression, wie Schlaflosigkeit, Konzentrationsschwierigkeiten, Energiemangel, Wertlosigkeitsgefühle und Schuldgefühle, quantitativ zu bestimmen und zu ermitteln. Die Standards zur Diagnose von Depression sowie alle psychiatrischen Diagnosen sind in dem Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (4. Auflage), das als DSM-IV-R- Handbuch bezeichnet wird, veröffentlicht von der American Psychiatric Association, 1994, gesammelt.
GABA ist ein hemmender Neurotransmitter im Zentralnervensystem. Im allgemeinen Zusammenhang der Hemmung ist es wahrscheinlich, dass GABA-Mimetika die Hirnfunktion verringern oder hemmen und dadurch die Funktion verlangsamen und die Stimmung senken können, was zu Depression führt.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können eine krampflösende Wirkung durch die Zunahme von neu erzeugtem GABA an der Synapsenverbindung hervorrufen. Wenn Gabapentin tatsächlich GABA-Spiegel oder die Wirksamkeit von GABA an der Synapsenverbindung erhöht, kann es als GABA-Mimetikum klassifiziert werden und die Hirnfunktion verringern oder hemmen und daher eine Funktion verlangsamen und die Stimmung senken, was zu Depressionen führt.
Die Tatsache, dass ein GABA-Agonist oder GABA-Mimetikum auf genau entgegengesetzte Weise durch Erhöhen der Stimmung arbeitet und daher ein Antidepressivum ist, ist ein neues Konzept, das von der bisher vorherrschenden Meinung der GABA-Aktivität verschieden ist.
Es wird auch erwartet, dass die Verbindungen der vorliegenden Erfindung bei der Behandlung von Angst und Panik verwendbar sind, was mittels pharmakologischer Standardverfahren belegt wurde.
Materialien und Verfahren
Carrageen-induzierte Hyperalgesie
Schmerzempfindungsdruckschwellenwerte wurden im Rattenpfotendrucktest unter Verwendung eines Analgesimeters ermittelt (Randall-Selitto-Verfahren: L. O. Randall und J. J. Selitto, "A method for measurement of analgesic activity on inflamed tissue", Arch. Int. Pharmacodyn., 1957, 4: 409–419). Männliche Sprague-Dawley-Ratten (70–90 g) wurden vor dem Testtag auf dieser Vorrichtung trainiert. Der Druck wurde allmählich an die Hinterpfote jeder Ratte angelegt und die Schmerzempfindungsschwellenwerte wurden als der zum Auslösen des Zurückziehens der Pfote erforderliche Druck (g) bestimmt. Ein Grenzwert von 250 g wurde verwendet, um eine Gewebeschädigung der Pfote zu verhindern. Am Testtag wurden zwei bis drei Grundlinienmessungen durchgeführt, bevor die Tiere 100 μl 2% Carrageen durch intraplantare Injektion in die rechte Hinterpfote verabreicht erhielten. Die Schmerzempfindungsschwellenwerte wurden erneut 3 h nach dem Carrageen ermittelt, um festzustellen, dass die Tiere Hyperalgesie zeigten. Die Tiere erhielten entweder Gabapentin (3–300 mg, s. c.), Morphin (3 mg/kg s. c.) oder Kochsalzlösung als Dosis 3,5 h nach dem Carrageen, und die Schmerzempfindungsschwellenwerte wurden 4, 4,5 und 5 h nach dem Carrageen geprüft.
(R)-2-Aza-spiro[4.5]decan-4-carbonsäure-hydrochlorid wurde in dem obigen Modell Carrageen-induzierter Hyperalgesie getestet. Die Verbindung wurde oral mit 30 mg/kg als Dosis gegeben, und 1 h nach der Dosisgabe wurde ein Prozentsatz der maximal möglichen Wirkung (MPE) von 53% erhalten. 2 h nach der Dosisgabe wurden nur 4,6% MPE erhalten.
Verbindungen können auf Antihyperalgesie-Aktivität unter Verwendung des bei G. J. Bennett et al., Pain, 1988; 33: 87–107 beschriebenen Verfahrens getestet werden.
Hell/Dunkel-Kasten bei Mäusen
Die Vorrichtung ist ein oben offener Kasten von 45 cm Länge, 27 cm Breite und 27 cm Höhe, der durch eine Abteilung, die 20 cm über die Wände ragte, in einen kleinen (2/5) und einen großen (3/5) Bereich geteilt wurde (B. Costall et al., "Exploration of mice in a black and white box: validation as a model of anxiety", Pharmacol. Biochem. Behav., 1989; 32: 777–785).
In der Mitte der Abteilung besteht auf Fußbodenhöhe eine Öffnung von 7,5 × 7,5 cm. Das kleine Abteil ist schwarz gestrichen und das große Abteil weiß gestrichen. Das weiße Abteil wird von einer 60-W-Wolframbirne beleuchtet. Das Labor wird durch Rotlicht beleuchtet. Jede Maus wird getestet, indem sie in die Mitte des weißen Bereichs gesetzt wird und die neue Umgebung 5 min erforschen kann. Die auf der beleuchteten Seite verbrachte Zeit wird gemessen (T. Kilfoil et al., "Effects of anxiolytic and anxiogenic drugs on exploratory activity in a simple model of anxiety in mice", Neuropharmacol., 1989; 28: 901–905).
Elevated X-Maze bei Ratten
Ein Standard-elevated X-Maze (S. L. Handley et al., "Effects of alpha-adrenoceptor agonists and antagonists in a mazeexploration model of 'fear'-motivated behavior", Naunyn-Schiedeberg's Arch. Pharmacol., 1984; 327: 1–5) wurde wie früher beschrieben automatisiert (Field et al., "Automation of the rat elevated X-maze test of anxiety", Br. J. Pharmacol., 1991; 102 (Suppl.): 304P). Die Tiere werden auf die Mitte des X-Maze mit Blick auf einen der offenen Arme gesetzt. Zur Bestimmung angstlösender Wirkungen werden die Eintrittszahlen und die verbrachte Zeit in den Endhälften der offenen Arme während eines Testzeitraums von 5 min ermittelt (Costall et al., "Use of the elevated plus maze to assess anxiolytic potential in the rat", Br. J. Pharmacol., 1989; 96 (Suppl.): 312p).
Menschbedrohungstest bei Klammeraffen
Die Gesamtzahl an Körperposen, die von dem Tier gegenüber dem Drohreiz (ein Mensch, der etwa 0,5 m vom Käfig des Klammeraffen entfernt steht und in die Augen des Klammeraffen starrt) gezeigt wurde, wird während des Testzeitraums von 2 min aufgezeichnet. Die gezählten Körperposen sind verkniffener Blick, Schwanzposen, Duftmarkierung von Käfig/Sitzstangen, Piloerektion, Zurückziehen und Krümmen des Rückens. Jedes Tier wird dem Drohstimulus zweimal am Testtag vor und nach der Arzneimittelbehandlung ausgesetzt. Die Differenz zwischen den zwei Punktezahlen wird unter Verwendung einseitiger Varianzanalyse und eines anschließenden Dunnett-t-Tests analysiert. Alle Arzneimittelbehandlungen werden sc mindestens 2 Stunden nach der ersten (Kontroll)bedrohung durchgeführt. Die Vorbehandlungszeit für jede Verbindung beträgt 40 min.
Rattenkonflikttest
Ratten werden so trainiert, dass sie Hebel zur Nahrungsbelohnung in Arbeitskammern drücken. Das Programm besteht aus im Wechsel 4-minütigen straffreien Perioden mit einem variablem Intervall von 30 Sekunden, die durch eingeschaltetes Kammerlicht signalisiert werden, und drei 3-minütigen Bestrafungsperioden mit einem festen Verhältnis 5 (durch einen die Nahrungsabgabe begleitenden Fußschock), die durch ausgeschaltetes Licht signalisiert werden. Der Grad des Fußschocks wird für jede Ratte so eingestellt, dass eine Verminderung von etwa 80% bis 90% der Reaktion im Vergleich zur nicht-bestraften Reaktion erreicht wird. Die Ratten erhalten an den Trainingstagen Kochsalzvehikel.
DBA2-Mausmodell der krampflösenden Wirksamkeit
Alle Verfahren wurden in Übereinstimmung mit dem NIH Guide for the Care and Use of Laboratory Animals nach einem Protokoll, das vom Parke-Davis Animal Use Committee gebilligt wurde, durchgeführt. Männliche DBA/2-Mäuse von 3 bis 4 Wochen wurden von Jackson Laboratories Bar Harbour, Maine erhalten. Unmittelbar vor den Krampflösungstests wurden die Mäuse auf ein Drahtgitter von 4 inch im Quadrat, das von ei nem Stahlstab herabhing, gesetzt. Das Quadrat wurde langsam um 180° gedreht und die Mäuse wurden 30 s beobachtet. Jede Maus, die von dem Drahtgitter fiel, wurde als ataxisch gezählt (L. L. Coughenour, J. R. McLean, R. B. Parker, "A new device for the rapid measurement of impaired motor function in mice", Pharm. Biochem. Behav., 1977; 6(3): 351–3). Die Mäuse wurden in eine geschlossene Acrylkunststoffkammer (21 cm Höhe, etwa 30 cm Durchmesser) mit einem Hochfrequenzlautsprecher (4 cm Durchmesser) in der Mitte des oberen Deckels gegeben. Eine Audiosignalgenerator (Protek Modell B-810) wurde zur Erzeugung eines kontinuierlichen sinusförmigen Tons, der einmal alle 10 ms linear über die Frequenz zwischen 8 kHZ und 16 kHz glitt, verwendet. Der durchschnittliche Schalldruckpegel (SPL) während der Stimulation betrug auf dem Boden der Kammer etwa 100 dB. Die Mäuse wurden in die Kammer gegeben und sich eine Minute akklimatisieren gelassen. DBA/2-Mäuse in der Vehikel-behandelten Gruppe reagierten auf den Tonreiz (der bis zum Auftreten der tonischen Dehnung oder maximal 60 s angelegt wurde) mit einer charakteristischen Anfallfolge, die aus wildem Laufen und anschließenden klonischen Anfällen und später tonischer Dehnung und schließlich Atemstillstand und Tod von 80% oder mehr der Mäuse bestand. Bei Vehikel-behandelten Mäusen dauert die gesamte Folge der Anfälle bis zu Atemstillstand etwa 15 bis 20 Sekunden. Das Auftreten aller Anfallphasen bei den Arzneimittel behandelten und Vehikel behandelten Mäusen wurde aufgezeichnet, und das Auftreten von tonischen Anfällen wurde zur Berechnung der ED₅₀-Werte von krampflösenden Mitteln durch Probitanalyse verwendet (J. T. Litchfield, F. Wilcoxon "A simplified method for evaluationg dose-effect experiments", J. Pharmacol, 1949; 96: 99–113). Die Mäuse wurden nur einmal zum Testen an jedem Dosispunkt verwendet. Gruppen von DBA/2-Mäusen (n = 5–10 pro Dosis) wurden auf Ton-induzierte Anfallreaktionen 2 Stunden zuvor bestimmter Zeitpunkt der Spitzenwirkung), nachdem sie das Arzneimittel oral erhalten hatten, getestet. Alle Arzneimittel in der vorliegenden Untersuchung wurden in destilliertem Wasser gelöst und durch eine orale Sonde in einem Volumen von 10 ml/kg Körpergewicht gegeben. Verbindungen, die unlöslich sind, werden in 1% Carboxymethylcellulose suspendiert. Die Dosen sind als Gewicht der aktiven Arzneimitteleinheit angegeben.
Es wird erwartet, dass die Verbindungen der vorliegenden Erfindung auch bei der Behandlung von Schmerz und Phobieerkrankungen verwendbar sind (Am. J. Pain Manag., 1995; 5: 7–9).
Es wird auch erwartet, dass die Verbindungen der vorliegenden Erfindung bei der Behandlung der Symptome von manischer, akuter oder chronischer, als Einzelepisode auftretender oder wiederkehrender Depression verwendbar sind. Es wird auch erwartet, dass sie bei der Behandlung und/oder Prävention bipolarer Störungen verwendbar sind (US-Patent Nr. 5 510 381).
Modelle für Reizdarmsyndrom
TNBS-induzierte chronische viszerale Allodynie bei Ratten
Es wurde ermittelt, dass Injektionen von Trinitrobenzolsulfonsäure (TNBS) in das Colon chronische Colitis induzieren. Beim Menschen sind Verdauungsstörungen häufig mit Eingeweideschmerzen verbunden. Bei diesen Pathologien ist der Schwellenwert von Eingeweideschmerzen vermindert, was eine viszerale Überempfindlichkeit anzeigt. Infolgedessen wurde diese Untersuchung so gestaltet, um die Wirkung einer Injektion von TNBS in das Colon auf den Schwellenwert von Eingeweideschmerzen in einem experimentellen Modell von Colon-Dehnung zu bewerten.
Materialien und Verfahren
Tiere und chirurgischer Eingriff
Männliche Sprague-Dawley-Ratten (Janvier, Le Genest-St-Ilse, Frankreich) mit einem Gewicht von 340–400 g werden verwendet. Die Tiere werden zu dritt pro Käfig in einer geregelten Umgebung (20 ± 1°C, 50 ± 5% Luftfeuchtigkeit, mit Licht von 8.00 Uhr bis 20.00 Uhr) gehalten. Unter Betäubung (Ketamin 80 mg/kg ip; Acepromazin 12 mg/kg ip) wurde eine Injektion von TNBS (50 mg/kg) oder Kochsalzlösung (1,5 ml/kg) in das proximale Colon (1 cm vom Cecum) durchgeführt. Nach dem Eingriff wurden die Tiere individuell in Polypropylen-Käfige gesetzt und während sieben Tagen in einer geregelten Umgebung (20 ± 1°C, 50 ± 5% Luftfeuchtigkeit, mit Licht von 8.00 Uhr bis 20.00 Uhr) gehalten.
Experimentelles Vorgehen
Am 7. Tag nach der TNBS-Verabreichung wird ein Ballon (einer Länge von 5–6 cm) über den Anus eingeführt und durch Tapen des Katheters an der Schwanzbasis an Ort und Stelle gehalten (die Spitze des Ballons 5 cm vom Anus entfernt). Der Ballon wird in Stufen von 5 mm Hg, von 0 bis 75 mm Hg fortschreitend aufgeblasen, wobei jede Aufblasstufe 30 s dauert. Jeder Zyklus der Colondehnung wird durch ein Standardbarostat (ABS, St-Dié, Frankreich) kontrolliert. Der Schwellenwert entspricht dem Druck, der die erste Abdomenkontraktion hervorrief, und der Dehnungszyklus wird dann nicht fortgesetzt. Der Colonschwellenwert (in mm Hg angegebener Druck) wird nach der Durchführung von vier Dehnungszyklen am gleichen Tier bestimmt.
Bestimmung der Aktivität der Verbindung
Die Daten werden durch Vergleichen einer mit einer Testverbindung behandelten Gruppe mit einer mit TNBS behandelten Gruppe und einer Kontrollgruppe analysiert. Der Mittelwert und die Standardabweichung werden für jede Gruppe berechnet.
Die Anti-Allodynie-Aktivität der Verbindung wird wie folgt berechnet: Aktivität (%) = (Gruppe C – Gruppe T)/(Gruppe A – Gruppe T)Gruppe C: Mittelwert des Colon-Schwellenwerts in der Kontrollgruppe
Gruppe T: Mittelwert des Colon-Schwellenwerts in der mit TNBS behandelten Gruppe
Gruppe A: Mittelwert des Colon-Schwellenwerts in der mit Testverbindung behandelten Gruppe
Statistische Analyse
Die statistische Signifikanz zwischen den einzelnen Gruppen wurde unter Verwendung einer Einweg-ANOVA und anschließenden einseitigen Student-t-Test bestimmt. Unterschiede wurden bei p < 0,05 als statistisch signifikant betrachtet.
Verbindungen
TNBS wird in EtOH zu 30% gelöst und in einem Volumen von 0,5 ml/Ratte injiziert. TNBS wurde von Fluka gekauft.
Die orale Verabreichung der Testverbindung oder von deren Vehikel wird 1 Stunde vor dem Colondehnungszyklus durchgeführt.
Die subkutane Verabreichung der Testverbindung oder von deren Vehikel wird 30 min vor dem Colon-Dehnungszyklus durchgeführt.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können in einer breiten Vielzahl oraler und parenteraler Dosierungsformen zubereitet und verabreicht werden. So können die Verbindungen der vorliegenden Erfindung durch Injektion, d. h. intra venös, intramuskulär, intrakutan, subkutan, intraduodenal oder intraperitoneal verabreicht werden. Auch können die Verbindungen der vorliegenden Erfindung durch Inhalation, beispielsweise intranasal, verabreicht werden. Außerdem können die Verbindungen der vorliegenden Erfindung transdermal verabreicht werden. Einem Fachmann ist klar, dass die folgenden Dosierungsformen als aktive Komponente entweder eine Verbindung der Formel I oder ein entsprechendes pharmazeutisch akzeptables Salz einer Verbindung der Formel I umfassen können.
Zur Herstellung pharmazeutischer Zusammensetzungen aus den Verbindungen der vorliegenden Erfindung können pharmazeutisch akzeptable Träger entweder fest oder flüssig sein. Zubereitungen fester Form umfassen Pulver, Tabletten, Pillen, Kapseln, Cachets, Suppositorien und dispergierbare Granulate. Ein fester Träger können eine oder mehrere Substanzen, die auch als Verdünnungsmittel, Aromatisierungsmittel, Bindemittel, Konservierungsmittel, den Tablettenzerfall fördernde Mittel fungieren können, oder ein Einkapselungsmaterial sein.
In Pulvern ist der Träger ein fein zerteilter Feststoff, der im Gemisch mit der fein zerteilten aktiven Komponente vorhanden ist.
Bei Tabletten wird die aktive Komponente mit dem Träger mit den notwendigen Bindungseigenschaften in geeigneten Anteilen gemischt und in der gewünschten Form und Größe kompaktiert.
Die Pulver und Tabletten enthalten vorzugsweise 5 oder 10 bis etwa 70% der aktiven Verbindung. Geeignete Träger sind Magnesiumcarbonat, Magnesiumstearat, Talkum, Zucker, Lactose, Pektin, Dextrin, Stärke, Gelatine, Traganth, Methylcellulose, Natriumcarboxymethylcellulose, ein niedrig schmelzendes Wachs, Kakaobutter und dergleichen.
Der Ausdruck "Zubereitung" soll die Formulierung der aktiven Verbindung mit Einkapselungsmaterial als Träger, wobei eine Kapsel gebildet wird, in der die aktive Komponente mit oder ohne weitere Träger von einem Träger umgeben ist, die dadurch mit dieser in Verbindung ist, umfassen. In ähnlicher Weise werden Cachets und Pastillen umfasst. Tabletten, Pulver, Kapseln, Pillen, Cachets und Pastillen können als zur oralen Verabreichung geeignete feste Dosierungsformen verwendet werden.
Zur Herstellung von Suppositorien wird ein niedrig schmelzendes Wachs, wie ein Gemisch von Fettsäureglyceriden oder Kakaobutter, zunächst geschmolzen und die aktive Komponente darin beispielsweise durch Rühren homogen verteilt. Das geschmolzene homogene Gemisch wird dann in Formen passender Größe gegossen, abkühlen gelassen und dadurch verfestigt.
Zubereitungen flüssiger Form umfassen Lösungen, Suspensionen und Emulsionen, beispielsweise Wasser- oder Wasser-Propylen-Glykol-Lösungen. Flüssige Zubereitungen zur parenteralen Injektion können in Lösung in wässriger Polyethylenglykol-Lösung formuliert werden.
Zur oralen Verwendung geeignete wässrige Lösungen können durch Lösen der aktiven Komponente in Wasser und die Zugabe geeigneter Farbmittel, Aromastoffe, Stabilisierungsmittel und Dickungsmittel nach Bedarf hergestellt werden.
Zur oralen Verwendung geeignete wässrige Suspensionen können durch Dispergieren der fein zerteilten aktiven Komponente in Wasser mit Viskosematerial, wie natürlichen oder synthetischen Gummis, Harzen, Methylcellulose, Natriumcarboxymethylcellulose und anderen bekannten Suspendiermitteln, hergestellt werden.
Ebenfalls umfasst werden Zubereitungen fester Form, die kurz vor der Verwendung in Zubereitungen flüssiger Form zur ora len Verabreichung umgewandelt werden sollen. Derartige flüssige Formen umfassen Lösungen, Suspensionen und Emulsionen. Diese Zubereitungen können zusätzlich zur aktiven Komponente Farbmittel, Aromastoffe, Stabilisierungsmittel, Puffermittel, künstliche und natürliche Süßungsmittel, Dispergiermittel, Dickungsmittel, Solubilisierungsmittel und dergleichen enthalten.
Die pharmazeutische Zubereitung ist vorzugsweise in Einheitsdosisform vorhanden. In einer derartigen Form ist die Zubereitung in Einheitsdosen unterteilt, die entsprechende Mengen der aktiven Komponente enthalten. Die Einheitsdosisform kann eine abgepackte Zubereitung, wobei die Packung diskrete Mengen der Zubereitung enthält, wie abgepackte Tabletten, Kapseln und Pulver in Phiolen oder Ampullen, sein. Auch kann die Einheitsdosisform eine Kapsel, Tablette, ein Cachet oder eine Pastille selbst sein oder es kann die entsprechende Zahl von diesen in abgepackter Form sein.
Die Menge der aktiven Komponente in einer Einheitsdosiszubereitung kann gemäß der speziellen Anwendung und der Wirksamkeit der aktiven Komponente zwischen 0,1 mg und 1 g variiert oder eingestellt werden. Bei medizinischer Verwendung kann das Arzneimittel dreimal täglich als beispielsweise Kapseln von 100 oder 300 mg verabreicht werden. Die Zusammensetzung kann, falls gewünscht, auch andere kompatible therapeutische Mittel enthalten.
Bei therapeutischer Verwendung werden die bei dem pharmazeutischen Verfahren dieser Erfindung verwendeten Verbindungen mit der Anfangsdosis von etwa 0,01 mg bis etwa 100 mg/kg pro Tag verabreicht. Ein Tagesdosisbereich von etwa 0,01 mg bis 100 mg/kg ist bevorzugt. Die Dosierungen können jedoch in Abhängigkeit von den Bedürfnissen des Patienten, der Schwere des zu behandelnden Zustands und der verwendeten Verbindung variiert werden. Die Bestimmung der geeigneten Dosierung für eine spezielle Situation ist dem Fachmann geläufig. Im All gemeinen wird eine Behandlung mit kleineren Dosierungen, die geringer als die optimale Dosis der Verbindung sind, begonnen. Danach wird die Dosierung in kleinen Inkrementen erhöht, bis die unter den Umständen optimale Wirkung erreicht ist. Aus Bequemlichkeitsgründen kann die Gesamttagesdosierung geteilt und in Portionen während des Tages, falls gewünscht, verabreicht werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Syntheseverfahren zur Herstellung der Zwischenprodukte und Endprodukte der vorliegenden Erfindung. Sie sollen den Schutzumfang der Erfindung nicht beschränken.
Beispiel 1
(cis)-4-Isobutyl-pyrrolidin-3-carbonsäure (siehe Reaktionsschema 3)
Stufe 1: Synthese von 1,1-Dibrom-4-methyl-pent-1-en
Zu einer gerührten Lösung von Tetrabromkohlenstoff (30 g, 90,63 mmol) in Dichlormethan (400 ml) bei –10°C wurde Triphenylphosphin (60 g, 229 mmol) in Portionen gegeben. Die Innentemperatur wurde während der Zugabe unter 5°C gehalten, und es wurde weitere 30 min bei dieser Temperatur gerührt, nachdem die Zugabe beendet war. Isovaleraldehyd 1 (9,4 ml, 87,6 mmol) in Methylenchlorid (50 ml) wurde langsam über eine Spritze zugegeben, und das Reaktionsgemisch wurde 3 h gerührt, wobei die Temperatur nicht über 5°C stieg. Nach dem Entfernen des Lösemittels auf einem Rotationsverdampfer wurden Pentan (600 ml) zu dem Rückstand gegeben. Der Feststoff, der sich abtrennte, wurde durch Filtration entfernt. Abdampfen des Lösemittels ergab ein helles Öl, das auf einer Silicagelsäule chromatographiert wurde. Die reine Verbindung wurde mit Petrolether eluiert, wobei 1,1-Dibrom-4-methyl-pent-1-en 6 (16,5 g, 78%) erhalten wurde.
NMR (CDCl₃): δ 6,38 (Triplett, 1H), 1,95 (Triplett, 2H), 1,70 (m, 1H) und 0,89 (d, 6H).
Stufe 2: Synthese von 5-Methyl-hex-2-insäureethylester
1,1-Dibrom-4-methyl-pent-1-en 6 (40 g, 165,9 mmol) wurde in trockenem THF (120 ml) gelöst und auf –78°C gekühlt. Unter Rühren wurde n-Butyllithium (1,6 M Lösung in Hexan, 190,8 ml, 305 mmol) tropfenweise in einigen Minuten zugegeben. Nach 1 h wurde Ethylchlorformiat (15 ml, 154,5 mmol) zugegeben, und das Reaktionsgemisch wurde über Nacht gerührt, währenddessen es sich auf Raumtemperatur erwärmte. Es wurde auf Wasser gegossen und mit Ether (3 × 250 ml) extrahiert, auf Magnesiumsulfat getrocknet und eingedampft. Das helle Öl wurde auf einer Silicagelsäule flashchromatographiert, und die Verbindung wurde mit 10% Ether in Petrolether eluiert, wobei 5-Methyl-hex-2-insäureethylester 7 (23,6 g, 92%) erhalten wurde.
NMR (CDCl₃): δ 4,14 (m, 2H), 2,16 (d, 2H), 1,85 (m, 1H), 1,24 (Triplett, 3H) und 0,94 (d, 6H).
Stufe 3: Synthese von (Z)-5-Methyl-hex-2-en-säureethylester
5-Methyl-hex-2-insäureethylester 7 (20,97 g) in THF (540 ml), Pyridin (60 ml) und 5% Pd/BaSO₄ (1,10 g) wurden in 3,25 h hydriert. Das Lösemittel wurde abgedampft, und das helle Öl wurde auf einer Silicagelsäule chromatographiert. Nach der Gewinnung von etwas nicht-umgesetztem Acetylen wurde das Olefin mit 5% Ether in Petrolether eluiert, wobei reine Fraktionen von (Z)-5-Methyl-hex-2-en-säureethylester 8 (12,0 g) erhalten wurden.
NMR (CDCl₃): δ 6,22 (m, 1H), 5,74 (d, 1H), 4,10 (m, 2H), 2,51 (Triplett, 2H), 1,67 (m, 1H), 1,24 (Triplett, 3H) und 1,16 (d, 6H).
N-Benzyl-N-(methoxymethyl)trimethylsilylmethylamin (Reagens für Stufe 4)
n-Butyllithium (1,6 M Lösung in Hexan, 34,85 ml, 55,76 mmol) wurde zu N-Benzyl-trimethylsilylmethylamin (10 g, 55,76 mmol) in trockenem THF (140 ml) gegeben und bei –78°C unter Stickstoffatmosphäre gerührt. Nach 45 min wurde Methoxymethylchlorid (4,3 ml, 55,76 mmol) in THF (6 ml) zugegeben und dann wurde weitere 3 h gerührt. Das THF wurde abgedampft, und der Rückstand wurde in Hexan gelöst, mit Wasser gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Das Lösemittel wurde unter vermindertem Druck abgedampft, wobei N-Benzyl-N-(methoxymethyl)trimethylsilylmethylamin (10 g) erhalten wurde.
Stufe 4: (cis)-1-Benzyl-4-isobutyl-pyrrolidin-3-carbonsäureethylester
N-Benzyl-N-(methoxymethyl)trimethylsilylmethylamin (4,0 g, 16,8 mmol) und anschließend TFA (1,0 M-Lösung in CH₂Cl₂, 1,0 ml, 1 mmol) wurden zu einer Lösung von (Z)-5-Methyl-hex-2-en-säureethylester 8 (3,0 g, 19,2 mmol) in Methylenchlorid (30 ml), die bei –5°C unter Stickstoffatmosphäre gehalten wurde, gegeben. Nach 15 min wurde das Bad entfernt und das Rühren über Nacht fortgesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde mit gesättigter NaHCO₃-Lösung (10 ml), Wasser (15 ml), Kochsalzlösung (20 ml) gewaschen und getrocknet. Das Produkt wurde durch Chromatographie auf Silicagel gereinigt, und die Verbindung wurde mit 20% Ethylacetat in Hexan eluiert, wobei (cis)-1-Benzyl-4-isobutyl-pyrrolidin-3-carbonsäureethylester 9 als Öl (2,25 g, 41%) erhalten wurde.
Stufe 5: Synthese von (cis)-4-Isobutyl-pyrrolidin-3-carbonsäure
(cis)-1-Benzyl-4-isobutyl-pyrrolidin-3-carbonsäureethylester 9 (2,25 g, 7,78 mmol) in Ethanol (75 ml) und 20% Pd/C (210 mg) wurden 5,5 h hydriert. Das Reaktionsgemisch wurde über einen Celitepfropfen filtriert, und das Filtrat wurde eingeengt, wobei [3R-(cis-)]-4-Isobutyl-pyrrolidin-3-carbonsäureethylester 10 als Öl erhalten wurde. Proton-NMR zeigte das Fehlen einer Benzylgruppe. Zu 10 wurde 6 N HCl (20 ml) gegeben, und die Lösung wurde über Nacht unter Rückflusskühlung erhitzt. Nach dem Abdampfen des Lösemittels unter vermindertem Druck wurde das rohe Produkt auf eine Säule eines Dowax 50WX8-100-Ionenaustauschharzes (30 g), die mit Wasser von HPLC-Qualität bis zur Neutralität (pH-7) vorgewaschen worden war, geladen. Das Harz wurde erneut auf pH-7 gewaschen und anschließend wurde die Verbindung mit 0,5 N Ammoniumhydroxidlösung eluiert. Das Lösemittel wurde abgedampft, und das Produkt wurde aus Methanol-Ether kristallisiert, wobei (cis)-4-Isobutyl-pyrrolidin-3-carbonsäure 11 (470 mg) erhalten wurde. Die Analyse mittels DC (8% NH₄OH in 95% Ethanol, mit Ninhydrin sichtbar gemacht) zeigte das Vorhandensein eines geringen schnellen chromatographischen Flecks (trans-Isomer). Das Gemisch wurde auf Silicagel adsorbiert und auf einem Biotage Flash-System chromatographiert. Die Verbindung wurde mit 5% NH₄OH in 95% Ethanol eluiert. Nach dem Abdampfen des Lösemittels wurde das Produkt in das HCl-Salz umgewandelt und erneut auf einer Ionenaustauschsäule behandelt und anschließend aus Methanol-Ether kristallisiert, wobei (cis)-4-Isobutyl-pyrrolidin-3-carbonsäure 11 (320 mg) erhalten wurde.
¹H-NMR (400 MHz, CD₃OD): δ 3,46 (dd, 1H), 3,31 (dd, 1H), 3,18 (dd, 1H), 3,15 (m, 1H), 2,49 (m, 1H), 1,63 (m, 1H), 1,47 (m, 1H), 1,25 (m, 1H) und 0,88 (6H).
Anal. ber. für C₉H₁₇NO₂:
C, 63,13, H, 10,01, N, 8,18.
Gefunden: C, 62,86, H, 9,82, N, 8,05.
Beispiel 2
[trans]-4-Isobutyl-pyrrolidin-3-carbonsäure (siehe Reaktionsschema 4)
Stufe 1: (E)-5-Methyl-hex-2-en-säureester
Natriumhydrid (60%ige Dispersion in Öl) (3,87 g, 96,7 mmol) wurde mit Pentan gewaschen und in Dimethoxyethan (80 ml) gerührt. Unter Kühlen in einem Eisbad wurde eine Lösung von Triethylphosphonoacetat (21,7 g, 96,7 mmol) langsam während 15 min zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde weitere 15 min gerührt und Isovaleraldehyd 1 (31 ml, 290 mmol) in Dimethoxyethan (20 ml) wurden in einer Portion zugegeben. Es wurde über Nacht unter Rückflusskühlung erhitzt, dann eingeengt und Hexan/Wasser (500 ml, 3/2 V/V) wurden zugegeben. Der organische Teil wurde abgetrennt, mit Wasser (200 ml), Kochsalzlösung (2 × 200 ml) gewaschen und auf Magnesiumsulfat getrocknet. Abdampfen des Lösemittels ergab ein Öl, das durch Flashchromatographie auf Silicagel gereinigt wurde. Die Verbindung wurde mit 30% Methylenchlorid in Petrolether eluiert, wobei (E)-5-Methyl-hex-2-en-säureester 2 als klare Flüssigkeit (13,2 g) erhalten wurde.
NMR (CDCl₃): δ 6,89 (m, 1H), 5,75 (d, 1H), 4,14 (m, 2H), 2,05 (m, 2H), 1,69 (m, 1H), 1,25 (Triplett, 3H) und 0,88 (d, 6H).
Stufe 2: Synthese von [trans]-1-Benzyl-4-isobutyl-pyrrolidin-3-carbonsäureethylester
N-Benzyl-N-(methoxymethyl)trimethylsilylmethylamin (2,84 g, 12 mmol) und anschließend TFA (1,0 M Lösung in CH₂Cl₂, 1,0 ml, 1 mmol) wurden zu einer Lösung von (E)-5-Methyl-hex-2-en-säureester (1,56 g, 10,0 mmol) in Methylenchlorid (30 ml), die bei –5°C unter Stickstoffatmosphäre gehalten wurde, gegeben. Nach 15 min wurde das Bad entfernt und das Rühren über Nacht fortgesetzt. Gesättigte Natriumbicarbonatlösung wurde zugegeben, und der organische Teil wurde abgetrennt, mit Kochsalzlösung gewaschen und getrocknet. Das Produkt wurde durch Chromatographie auf Silicagel gereinigt, und die Verbindung wurde mit 20% Ethylacetat in Hexan eluiert, wobei [trans]-1-Benzyl-4-isobutyl-pyrrolidin-3-carbonsäureethylester 3 als Öl (1,28 g, 44%) erhalten wurde.
NMR (CDCl₃): δ 7,28 (m, 5H), 4,09 (m, 2H), 3,56 (q, 2H), 2,81 (m, 2H), 2,69 (Triplett, 1H), 2,51 (m, 2H), 2,18 (Triplett, 1H), 1,51 (m, 1H), 1,38 (m, 1H), 1,27 (m, 1H), 1,20 (Triplett, 3H) und 0,83 (d, 6H).
Stufe 3: [trans]-4-Isobutyl-pyrrolidin-3-carbonsäure
[trans]-1-Benzyl-4-isobutyl-pyrrolidin-3-carbonsäureethylester 3 (1,28 g, 4,42 mmol) in Ethanol (75 ml) und 20 Pd/C (210 mg) wurden in Ethanol (75 ml) und 20% Pd/C (210 mg) 5,5 h hydriert. Das Reaktionsgemisch wurde über einen Celitepfropfen filtriert, und das Filtrat wurde eingeengt, wobei [3R-(trans)]-4-Isobutyl-pyrrolidin-3-carbonsäureethylester 4 als Öl erhalten wurde. Die Proton-NMR-Daten (CDCl₃): δ 4,13 (m, 2H), 3,18 (m, 1H), 3,15 (m, 1H), 3,08 (m, 1H), 2,67 (brs, 1H), 2,46 (m, 2H), 2,34 (m, 1H), 1,55 (m, 1H), 1,37 (m, 1H), 1,25 (Triplett, 3H) und 0,87 (q, 6H) zeigten das Fehlen einer Benzylgruppe. Zu dem Rückstand wurde 6 N HCl (20 ml) gegeben, und die Lösung wurde über Nacht unter Rückflusskühlung erhitzt. Nach dem Abdampfen des Lösemittels unter vermindertem Druck wurde das rohe Produkt auf eine Säule eines Dowax 50WX8-100-Ionenaustauschharzes (28 g), die mit Wasser von HPLC-Qualität bis zur Neutralität (pH-7) vorgewaschen worden war, geladen. Das Harz wurde erneut auf pH-7 gewaschen und anschließend wurde die Verbindung mit 0,5 N Ammoniumhydroxidlösung eluiert. Die Fraktionen wurden durch DC (8% NH₄OH in 95% Ethanol, mit Ninhydrin sichtbar gemacht) überwacht. Das Lösemittel wurde abgedampft, und die Verbindung kristallisierte aus Methanol-Ether, wobei [trans]-4-Isobutyl-pyrrolidin-3-carbonsäure 5 (280 mg) erhalten wurde.
¹H-NMR (400 MHz, CD₃OD): δ 3,44 (dd, 1H), 3,37 (d, 2H), 2,78 (dd, 1H), 2,52 (m, 2H), 1,60 (m, 1H), 1,51 (m, 1H), 1,26 (m, 1H), 0,89 (6H).
Anal. ber. für C₉H₁₇NO₂:
C, 63,13, H, 10,01, N, 8,18.
Gefunden: C, 62,79, H, 9,45, N, 8,02.
Allgemeines Verfahren zur Herstellung der 1-Benzyl-4-alkylpyrrolidin-3-carbonsäurethylester 2a–2h
Zu einer gerührten Lösung des α,β-ungesättigten Carbonsäureethylesters 1a–1h (11,70 mmol) in Toluol (20 ml) wurde N-Benzyl-N-(methoxymethyl)trimethylsilylmethylamin (3,33 g, 14,10 mmol) bei 0°C unter N₂ gegeben. Nach 20 min wurde eine Lösung von TFA (1 M in CH₂Cl₂, 1,17 mmol) langsam bei 0°C zugegeben. Das Gemisch wurde 30 min bei 0°C und dann weitere 12 h bei 22°C gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde mit H₂O gequencht, mit CHCl₃ extrahiert und dann über MgSO₄ getrocknet. Das Lösemittel wurde zur Trockene eingedampft und der ölige Rückstand wurde einer Säulenchromatographie unterzogen (Silicagel, Hexane : Ether = 6 : 1), wobei 2a–2h als farbloses Öl erhalten wurde.
trans-1-Benzyl-4-methylpyrrolidin-3-carbonsäureethylester (2a)

Ausbeute 100%.
¹H-NMR (CDCl₃): δ 1,07 (d, J = 6,6 Hz, 3H, CH₃), 1,18 (t, J = 7,1 Hz, 3H, CH₂CH₃), 2,13–2,17 (m, 1H, Pyrrolidinring), 2,40–2,50 (m, 2H, Pyrrolidinring), 2,68–2,82 (m, 3H, Pyrrolidinring), 3,48–3,59 (ABq, J = 32,9 Hz, 2H, CH₂Ph), 4,04–4,09 (q, J = 7,1 Hz, 2H, CH₂CH₃), 7,17–7,25 (m, 5H, aromatischer Ring); ¹³C (CDCl₃): δ 14,24, 19,74, 36,78, 50,65, 56,64, 60,09, 60,44, 61,63, 126,87, 128,19, 128,66, 138,98, 174,67; MS (CI) m/z 248 (M + 1)⁺. Anal. (C₁₅H₂₁NO₂) C, H, N.

1-Benzyl-4,4-dimethylpyrrolidin-3-carbonsäureethylester (2b)

Ausbeute 28%.
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,93 (s, 3H, CH₃), 1,17 (s, 3H, CH₃), 1,17–1,21 (t, J = 7,0 Hz, 3H, CH₂CH₃), 2,20–2,87 (m, 5H, Pyrrolidinring), 3,50–3,59 (ABq, J = 26,2 Hz, 2H, CH₂Ph), 4,03–4,14 (m, 2H, CH₂CH₃), 7,13–7,30 (m, 5H, aromatischer Ring); ¹³C (CDCl₃): δ 14,41, 24,15, 29,59, 41,49, 53,45, 55,84, 60,14, 60,18, 68,14, 126,82, 128,20, 128,55, 139,41, 173,33; MS (CI) m/z 262 (M + 1)⁺. Anal. (C₁₆H₂₃NO₂) C, H, N.

trans-1-Benzyl-4-ethylpyrrolidin-3-carbonsäureethylester (2c)

Ausbeute 95%.
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,86 (t, J = 7,3 Hz, 3H, CH₂CH₃), 1,21 (t, J = 7,1 Hz, 3H, OCH₂CH₃), 1,37–1,57 (m, 2H, CH₂CH₃), 2,22–2,79 (m, 5H, Pyrrolidinring), 3,51–3,64 (ABq, J = 39,3 Hz, 2H, CH₂Ph), 4,08–4,13 (m, 2H, OCH₂CH₃), 7,23–7,29 (m, 5H, aromatischer Ring); ¹³C (CDCl₃): δ 12,46, 14,25, 28,05, 43,73, 48,97, 56,84, 59,72, 60,07, 60,49, 126,89, 128,21, 128,64, 139,02, 175,01; MS (CI) m/z 262 (M + 1)⁺.
Anal. (C₁₆H₂₃NO₂) C, H, N.

trans-1-Benzyl-isopropylpyrrolidin-3-carbonsäureethylester (2d)

Ausbeute 79%.
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,84–0,88 (m, 6H, CH₃, CH₃), 1,20–1,22 (t, J = 8,0 Hz, 3H, CH₂CH₃), 1,54–1,62 (m, 1H, CH(CH₃)₂), 2,24–2,32 (m, 2H, Pyrrolidinring), 2,63–2,69 (m, 2H, Pyrrolidinring), 2,74–2,80 (m, 2H, Pyrrolidinring), 3,47–3,65 (ABq, J = 56,4 Hz, 2H, CH₂Ph), 4,06–4,14 (m, 2H, CH₂CH₃), 7,19–7,30 (m, 5H, aromatischer Ring); ¹³C (CDCl₃): δ 14,19, 20,59, 20,81, 32,20, 47,16, 48,67, 57,56, 58,23, 59,99, 60,45, 126,82, 128,17, 128,54, 139,05, 175,33; MS (CI) m/z 276 (M + 1)⁺. Anal. (C₁₇H₂₅NO₂) C, H, N.

trans-1-Benzyl-4-propylpyrrolidin-3-carbonsäureethylester (2e)

Ausbeute 72%.
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,84–0,88 (t, J = 7,1 Hz, 3H, CH₂CH₂CH₃), 1,20–1,24 (t, J = 7,1 Hz, 3H, CH₂CH₃), 1,26–1,54 (m, 4H, CH₂CH₂CH₃), 2,21–2,82 (m, 6H, Pyrrolidinring), 3,51–3,64 (ABq, J = 40,6 Hz, 2H, CH₂Ph), 4,07–4,16 (m, 2H, CH₂CH₃), 7,19–7,31 (m, 5H, aromatischer Ring); ¹³C (CDCl₃): δ 14,09, 14,22, 21,13, 37,51, 41,74, 49,25, 56,75, 59,98, 60,05, 60,43, 126,84, 128,18, 128,61, 139,01, 174,95; MS (CI) m/z 276 (M + 1)⁺. Anal. (C₁₇H₂₅NO₂) C, H, N.

trans-1-Benzyl-4-isobutylpyrrolidin-3-carbonsäureethylester (2f)

Ausbeute 99%.
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,83–0,88 (t, J = 7,1 Hz, 6H, CH(CH₃)₂), 1,20–1,24 (t, J = 7,1 Hz, 3H, CH₂CH₃), 1,27–1,51 (m, 3H, CH₂CH(CH₃)₂), 2,18–2,81 (m, 6H, Pyrrolidinring), 3,50–3,65 (ABq, J = 43,4 Hz, 2H, CH₂Ph), 4,07–4,15 (m, 2H, CH₂CH₃), 7,21–7,30 (m, 5H, aromatischer Ring); ¹³C (CDCl₃): δ 14,22, 22,42, 22,92, 26,46, 39,89, 44,84, 49,48, 56,65, 60,07, 60,33, 60,44, 126,87, 128,19, 128,63, 138,95, 174,93; MS (CI) m/z 290 (M + 1)⁺. Anal. (C₁₈H₂₇NO₂) C, H, N.

trans-1-Benzyl-4-butylpyrrolidin-3-carbonsäureethylester (2f)

Ausbeute 82%.
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,85 (t, J = 7,1 Hz, 3H, CH₂CH₂CH₃), 1,20–1,24 (t, J = 7,1 Hz, 3H, CH₂CH₃), 1,27–1,51 (m, 3H, CH₂CH(CH₃)₂), 2,18–2,81 (m, 6H, Pyrrolidinring), 3,50–3,65 (ABq, J = 43,4 Hz, 2H, CH₂Ph), 4,07–4,15 (m, 2H, CH₂CH₃), 7,20–7,30 (m, 5H, aromatischer Ring); ¹³C (CDCl₃): δ 13,98, 14,22, 19,18, 22,67, 30,19, 34,93, 41,95, 49,27, 56,75, 60,06, 60,44, 126,84, 128,18, 128,62, 139,00, 174,95; MS (CI) m/z 290 (M + 1)⁺. Anal. (C₁₈H₂₇NO₂) C, H, N.

Allgemeines Verfahren zur Herstellung der 4-Alkylpyrrolidin-3-carbonsäure 3a–3h. (Reaktionsschema 5)
Zu einer Lösung des 1-Benzyl-4-Alkylpyrrolidin-3-carbonsäureethylesters 2a–2h (4,42 mmol) in Ethanol (75 ml) wurde 20% Pd/C (0,21 g) gegeben, und es wurde 11 h mit 50 psi hydriert. Das Reaktionsgemisch wurde über einen Celitepfropfen filtriert. Das Filtrat wurde eingeengt, wobei der 4-Alkylpyrrolidin-3-carbonsäureethylester als Öl erhalten wurde. Zu dem rohen Öl wurde 3 N HCl (20 ml) gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 12 h unter Rückflusskühlung erhitzt. Nach dem Abdampfen des Lösemittels unter vermindertem Druck wurde das rohe Produkt einer Ionenaustauschsäule (Dowax 50) unterworfen und aus Methanol-Ether umkristallisiert, wobei die 4-Alkylpyrrolidin-3-carbonsäure 3a–3h als weißer Feststoff erhalten wurde.
trans-4-Methylpyrrolidin-3-carbonsäure (3a)

Ausbeute: 90%; Fp 208–210°C; ¹H-NMR (CD₃OD): δ 1,14 (d, J = 6,3 Hz, 3H, CH₃), 2,42–2,54 (m, 2H, Pyrrolidinring), 2,74–2,79 (m, 1H, Pyrrolidinring), 3,71–3,46 (m, 3H, Pyrrolidinring); ¹³C (CD₃OH): δ 15,77, 37,72, 48,33, 51,34, 52,75, 177,16; MS (CI) m/z 130 (M + 1)⁺. Anal. (C₆H₁₁NO₂) C, H, N.

trans-4,4-Dimethylpyrrolidin-3-carbonsäure (3b)

Ausbeute: 84%; Fp 282–286°C; ¹H-NMR (CD₃OD): δ 1,11 (s, 3H, CH₃), 1,21 (s, 3H, CH₃), 2,59–2,63 (m, 1H, Pyrrolidinring), 2,94 (d, J = 11,3 Hz, 1H, Pyrrolidinring), 3,15 (d, J = 11,3 Hz, 1H, Pyrrolidinring), 3,36–3,41 (m, 1H, Pyrrolidinring), 3,53–3,58 (m, 1H, Pyrrolidinring); ¹³C (CD₃OD): δ 21,33, 25,87, 41,05, 48,21, 55,51, 56,50, 177,10; MS (CI) m/z 144 (M + 1)⁺. Anal. (C₇H₁₃NO₂) C, H, N.

trans-4-Ethylpyrrolidin-3-carbonsäure (3c)

Ausbeute: 78%; Fp 197–199°C; ¹H-NMR (CD₃OD): δ 0,98 (m, 3H, CH₃), 1,41–1,44 (m, 1H, CH₂CH₃), 1,65–1,70 (m, 1H, CH₂CH₃), 2,34–2,39 (m, 1H, Pyrrolidinring), 2,56–2,62 (m, 1H, Pyrrolidinring), 2,80–2,88 (m, 1H, Pyrrolidinring), 3,36–3,48 (m, 3H, Pyrrolidinring); ¹³C (CD₃OD): δ 11,10, 25,35, 44,47, 48,46, 49,65, 51,07, 177,60; MS (CI) m/z 144 (M + 1)⁺. Anal. (C₇H₁₃NO₂) C, H, N.

trans-4-Isopropylpyrrolidin-3-carbonsäure (3d)

Ausbeute: 88%; Fp 243–245°C; ¹H-NMR (CD₃OD): δ 0,92 (d, J = 6,5 Hz, 3H, CH₃), 0,99 (d, J = 6,5 Hz, 3H, CH₃), 1,67–1,72 (m, 1H, CH(CH₃)₂), 2,29–2,37 (m, 1H, Pyrrolidinring), 2,66–2,72 (m, 1H, Pyrrolidinring), 2,89–2,94 (m, 1H, Pyrrolidinring), 3,31–3,45 (m, 3H, Pyrrolidinring) ¹³C (CD₃OD): δ 19,00, 19,94, 30,32, 48,22, 49,20, 49,26, 49,40, 178,18; MS (CI) m/z 158 (M + 1)⁺. Anal. (C₈H₁₅NO₂) C, H, N.

trans-4-Propylpyrrolidin-3-carbonsäure (3e)

Ausbeute: 88%; Fp 223–226°C; ¹H-NMR (CD₃OD): δ 0,92 (t, J = 6,6 Hz, 3H, CH₃), 1,32–1,40 (m, 3H CH₂CH₂), 1,61 (m, 1H, CH₂CH₂), 2,42–2,46 (m, 1H, Pyrrolidinring), 2,55–2,60 (q, J = 7,5 Hz, 1H, Pyrrolidinring)), 2,80–2,85 (t, J = 11,3 Hz, 1H, Pyrrolidinring), 3,38–3,47 (m, 3H, Pyrrolidinring); ¹³C (CD₃OD): 12,96, 20,69, 34,68, 42,62, 48,45, 49,94, 51,43, 177,51; MS (CI) m/z 158 (M + 1)⁺. Anal. (C₈H₁₅NO₂) C, H, N.

trans-4-Isobutylpyrrolidin-3-carbonsäure (3f)

Ausbeute: 86%; Fp 255–257°C; ¹H-NMR (CD₃OD): δ 0,89 (m, 6H, CH₃), 1,26 (m, 1H, CH₂CH(CH₃)₂), 1,51 (m, 1H, CH₂CH(CH₃)₂), 1,60 (m, 1H, CH₂CH(CH₃)₂), 2,52 (m, 2H, Pyrrolidinring), 2,78 (m, 1H, Pyrrolidinring), 3,37 (m, 2H, Pyrrolidinring), 3,44 (m, 1H, Pyrrolidinring); ¹³C (CD₃OD): δ 21,07, 22,07, 26,29, 40,81, 41,83, 48,39, 50,11, 51,78, 177,47; MS (CI) m/z 172 (M + 1)⁺. Anal. (C₉H₁₇NO₂) C, H, N.

cis-4-Isobutylpyrrolidin-3-carbonsäure (3g)

Ausbeute: 85%; Fp 260–262°C; ¹H-NMR (CD₃OD): δ 0,88 (m, 6H, CH₃), 1,25 (m, 1H, CH₂CH(CH₃)₂), 1,47 (m, 1H, CH₂CH(CH₃)₂), 1,63 (m, 1H, CH₂CH(CH₃)₂), 2,49 (m, 1H, Pyrrolidinring), 3,15 (m, 1H, Pyrrolidinring), 3,18 (m, 1H, Pyrrolidinring), 3,41–3,46 (m, 3H, Pyrrolidinring); MS (CI) m/z 172 (M + 1)⁺. Anal. (C₉H₁₇NO₂) C, H, N.

trans-4-Butylpyrrolidin-3-carbonsäure (3h)

Ausbeute: 85%; Fp 234–237°C; ¹H-NMR (CD₃OD): δ 0,89 (m, 3H, CH₃), 1,33 (m, 5H, CH₂CH₂CH₂), 1,65 (m, 1H, CH₂CHCH₂), 2,38–2,43 (m, 1H, Pyrrolidinring), 2,55–2,60 (q, J = 7,5 Hz, 1H, Pyrrolidinring), 2,80–2,85 (t, J = 8,8 Hz, 1H, Pyrrolidinring), 3,28–3,48 (m, 3H, Pyrrolidinring); ¹³C (CD₃OD): δ 12,85, 22,33, 29,77, 32,20, 42,83, 48,39, 49,91, 51,43, 177,62; MS (CI) m/z 172 (M + 1)⁺. Anal. (C₉H₁₇NO₂) C, H, N.

3-[(E)-3-Isobutylpropenoyl]-4-(S)-phenyl-2-oxazolidinon (7a). (Reaktionsschema 6)
Zu einer Lösung von (E)-5-Methyl-hex-2-en-säure (3,2 g, 25 mmol) in Toluol (20 ml) wurden Oxalylchlorid (4,4 ml, 50 mmol) langsam bei 0°C unter N₂ und anschließend ein Tropfen DMF gegeben. Das Gemisch wurde 1 h bei 22°C gerührt. Die flüchtigen Stoffe wurden unter vermindertem Druck entfernt, wobei das gewünschte Säurechlorid erhalten wurde, das ohne weitere Reinigung verwendet wurde. Zu einer Lösung von NaH (0,84 g, 21 mmol) in THF (30 ml) wurde eine Lösung von (S)-(-)4-Phenyl-2-oxazolidinon (3,4 g, 21 mmol) in THF (10 ml) bei 0°C gegeben. Das Gemisch wurde bei 22°C 1 h gerührt. Das rohe Säurechlorid wurde dann unter Halten der Temperatur bei 0°C eingeführt. Das Gemisch wurde bei 0 °C 1 h und dann bei 22°C weitere 12 h gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde mit einer wässrigen 1 N HCl-Lösung gequencht, mit CHCl₃ extrahiert und dann über Na₂SO₄ getrocknet. Nach dem Abdampfen des Lösemittels unter vermindertem Druck wurde das rohe Produkt einer Säulenchromatographie unterzogen (Silicagel, Hexane : Ether = 2 : 1), wobei 6,25 g (100% Ausbeute) von 7a als weißer Feststoff erhalten wurden.
Fp 84–85°C; ¹H-NMR (CD₃Cl₃): δ 0,81 (d, J = 6,8 Hz, 6H, CH(CH₃)₂), 1,68–1,78 (m, 1H, CH₂CH(CH₃)₂), 2,11–2,14 (m, 2H, CH₂CH(CH₃)₂), 4,24–4,27 (m, 1H, Oxazolidinonring), 4,65–4,72 (t, J = 8,8 Hz, 1H, Oxazolidinonring), 5,44–5,48 (m, 1H, Oxazolidinonring), 7,02–7,09 (m, 1H, Vinyl), 7,23–7,28 (m, 1H, Vinyl), 7,31–7,38 (m, 5H, aromatisch);
¹³C (CD₃Cl₃): δ 22,35, 22,39, 27,88, 41,82, 57,77, 69,92, 121,11, 125,95, 128,63, 129,16, 139,14, 151,10, 153,70, 164,56; MS (CI) m/z 274 (M + 1)⁺. Anal. (C₁₆H₁₉NO₃) C, H, N.
1-Benzyl-4-(R)-isobutyl-3-(R)-[4'-(S)-phenyl-2'-oxazolidinon-3'-yl]carbonyl]pyrrolidin (8a). (Reaktionsschema 6)
Zu einer gerührten Lösung von 3-[(E)-3-Isobutylpropenoyl]-4-(S)-phenyl-2-oxazolidinon (1,50 g, 5,50 mmol) in Toluol (20 ml) wurde N-Benzyl-N-(methoxymethyl)trimethylsilylmethylamin (1,56 g, 6,60 mmol) bei 0°C unter N₂ gegeben. Nach 20 min wurde eine Lösung von TFA (1 M in CH₂Cl₂, 0,55 mmol) langsam bei 0°C zugegeben. Das Gemisch wurde 30 min bei 0°C und dann weitere 12 h bei 220°C gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde mit H₂O gequencht, mit CHCl₃ extrahiert und dann über MgSO₄ getrocknet. Das Lösemittel wurde zur Trockene eingedampft, und der ölige Rückstand wurde einer Säulenchromatographie unterzogen (Silicagel, Hexane : Ether = 2 : 1), wobei 1,37 g (62% Ausbeute) von 8a als weißer Feststoff erhalten wurden.
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,84–0,86 (m, 6H, CH(CH₃)₂), 1,26–1,29 (m, 2H, CH₂CH(CH₃)₂), 1,42–1,47 (m, 1H, CH₂CH(CH₃)₂), 2,08 (t, J = 7,3 Hz, 1H Pyrrolidinring), 2,62 (dd, J = 9,8 Hz, 4,6 Hz, 1H, Pyrrolidinring), 2,83–2,94 (m, 3H, Pyrrolidinring), 3,37–3,67 (ABq, 2H, CH₂Ph), 3,68–3,72 (m, 1H, Pyrrolidinring), 4,16–4,19 (m, 1H, Oxazolidinonring), 4,63 (t, J = 9,0 Hz, 1H, Oxazolidinonring), 5,40 (m, 1H, Oxazolidinonring), 7,18–7,36 (m, 5H, aromatisch);
¹³C (CDCl₃): δ 22,46, 23,05, 26,72, 37,00, 44,07, 49,41, 57,48, 57,85, 59,84, 60,54, 69,87, 125,67, 126,80, 128,21, 128,48, 128,65, 129,25, 139,01, 139,05, 153,55, 173,71; MS (CI) m/z 407 (M + 1)⁺. Anal. (C₂₅H₃₀N₂O₃) C, H, N.
trans-4-(R)-Isobutylpyrrolidin-3-(R)-carbonsäure (10a). (Reaktionsschema 6)
Zu einer Lösung von 1-Benzyl-4-(R)-isobutyl-3-(R)-[4'-(S)-phenyl-2'-oxazolidinon-3'-yl]carbonyl]pyrrolidin (1,37 g, 3,37 mmol) in THF (30 ml) wurde eine Lösung von LiOH (1 M in H₂O, 8,44 mmol) und H₂O₂ (30%, 6,75 mmol) in H₂O (10 ml) bei 0°C langsam gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 1 h bei 0°C gerührt und dann mit Wasser (40 ml) verdünnt. Natriumsulfit (0,85 g, 6,75 mmol) wurde zugegeben, und das Gemisch wurde mit Ethylacetat extrahiert. Die wässrige Phase wurde mit KH₂PO₄ (1,51 g, 11,1 mmol) und 10% HCl auf einen pH-Wert von 5,0 eingestellt. Diese Lösung wurde mit Isopropylalkohol : Methylenchlorid (1 : 3) extrahiert, der Extrakt wurde über Na₂SO₄ getrocknet und eingeengt, wobei 0,88 g 1-Benzyl-4-(R)-isobutyl-pyrrolidin-3-(R)-carbonsäure erhalten wurde, die ohne weitere Reinigung verwendet wurde. Zu einer Lösung dieser Carbonsäure (0,72 g) in Ethanol (55 ml) wurde 20% Pd/C (0,11 g) gegeben und es wurde 11 h mit 50 psi hydriert. Das Reaktionsgemisch wurde über einen Celitepfropfen filtriert. Nach dem Abdampfen des Lösemittels unter vermindertem Druck wurde das rohe Produkt einer Ionenaustauschsäule (Dowex 50) unterworfen und aus Methanol-Ether umkristallisiert, wobei 0,33 g (71% Ausbeute) von 10a als weißer Feststoff erhalten wurden.
[α]_D = +44,8°; Fp 236–239°C; ¹H-NMR (CD₃OD): δ 0,89 (m, 6H, CH₃), 1,26 (m, 1H, CH₂CH(CH₃)₂), 1,51 (m, 1H, CH₂CH(CH₃)₂), 1,60 (m, 1H, CH₂CH(CH₃)₂), 2,52 (m, 2H, Pyrrolidinring), 2,78 (m, 1H, Pyrrolidinring), 3,37 (m, 2H, Pyrrolidinring), 3,44 (m, 1H, Pyrrolidinring); ¹³C (CD₃OD) δ 21,07, 22,07, 26,29, 40,81, 41,83, 48,39, 50,11, 51,78, 177,47; MS (CI) m/z 172 (M + 1)⁺. Anal. (C₉H₁₇NO₂) C, H, N.
3-[(E)-3-Isobutylpropenoyl]-4-(R)-phenyl-2-oxazolidinon (7b). (Reaktionsschema 6)
Zu einer Lösung von (E)-5-Methyl-hex-2-ensäure (1,77 g, 13,8 mmol) in Toluol (20 ml) wurden Oxalylchlorid (2,4 ml, 27,6 mmol) langsam bei 0°C unter N₂ und anschließend ein Tropfen DMF gegeben. Das Gemisch wurde 1 h bei 22°C gerührt. Die flüchtigen Stoffe wurden unter vermindertem Druck entfernt, wobei das gewünschte Säurechlorid erhalten wurde, das ohne weitere Reinigung verwendet wurde. Zu einer Lösung von NaH (0,37 g, 9,2 mmol) in THF (30 ml) wurde eine Lösung von (R)-(–)4-Phenyl-2-oxazolidinon (1,5 g, 9,2 mmol) in THF (10 ml) bei 0°C gegeben. Das Gemisch wurde 1 h bei 22°C gerührt. Das rohe Säurechlorid wurde dann unter Halten der Temperatur bei 0°C eingeführt. Das Gemisch wurde 1 h bei 0°C und dann weitere 12 h bei 22°C gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde mit einer wässrigen 1 N HCl-Lösung gequencht, mit CHCl₃ extrahiert und dann über Na₂SO₄ getrocknet. Nach dem Abdampfen des Lösemittels unter vermindertem Druck wurde das rohe Produkt einer Säulenchromatographie unterzogen (Silicagel, Hexane : Aceton = 3 : 1), wobei 2,5 g (100% Ausbeute) von 7b als weißer Feststoff erhalten wurden.
Fp 84–85°C; ¹H-NMR (CD₃Cl₃): δ 0,81 (d, J = 6,8 Hz, 6H, CH(CH₃)₂), 1,68–1,78 (m, 1H, CH₂CH(CH₃)₂), 2,11–2,14 (m, 2H, CH₂CH(CH₃)₂), 4,24–4,27 (m, 1H, Oxazolidinonring), 4,65–4,72 (t, J = 8,8 Hz, 1H, Oxazolidinonring), 5,44–5,48 (m, 1H, Oxazolidinonring), 7,02–7,09 (m, 1H, Vinyl), 7,23–7,28 (m, 1H, Vinyl), 7,31–7,38 (m, 5H, aromatisch); ¹³C (CDCl₃): δ 22,35, 22,39, 27,88, 41,82, 57,77, 69,92, 121,11, 125,95, 128,63, 129,16, 139,14, 151,10, 153,70, 164,56; MS (CI) m/z 274 (M + 1)⁺. Anal. (C₁₆H₁₉NO₃) C, H, N.
1-Benzyl-4-(S)-isobutyl-3-(S)-[4'-(R)-phenyl-2'-oxazolidinon-3'-yl]carbonyl]pyrrolidin (8b)
Zu einer gerührten Lösung von 3-[(E)-3-Isobutylpropenoyl]-4-(R)-phenyl-2-oxazolidinon (1,50 g, 5,50 mmol) in Toluol (20 ml) wurde N-Benzyl-N-(methoxymethyl)trimethylsilylmethylamin (1,56 g, 6,60 mmol) bei 0°C unter N₂ gegeben. Nach 20 min wurde eine Lösung von TFA (1 M in CH₂Cl₂, 0,55 mmol) langsam bei 0°C zugegeben. Das Gemisch wurde 30 min bei 0°C und dann weitere 12 h bei 220°C gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde mit H₂O gequencht, mit CHCl₃ extrahiert und dann über MgSO₄ getrocknet. Das Lösemittel wurde zur Trockene eingedampft, und der ölige Rückstand wurde einer Säulenchromatographie unterzogen (Silicagel, Hexane : Ether = 2 : 1), wobei 1,45 g (65% Ausbeute) von 8b als weißer Feststoff erhalten wurden.
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,84–0,86 (m, 6H, CH(CH₃)₂), 1,26–1,29 (m, 2H, CH₂CH(CH₃)₂), 1,42–1,47 (m, 1H, CH₂CH(CH₃)₂), 2,08 (t, J = 7,3 Hz, 1H Pyrrolidinring), 2,62 (dd, J = 9,8 Hz, 4,6 Hz, 1H, Pyrrolidinring), 2,83–2,94 (m, 3H, Pyrrolidinring), 3,37–3,67 (ABq, 2H, CH₂Ph), 3,68–3,72 (m, 1H, Pyrrolidinring), 4,16–4,19 (m, 1H, Oxazolidinonring), 4,63 (t, J = 9,0 Hz, 1H, Oxazolidinonring), 5,40 (m, 1H, Oxazolidinonring), 7,18–7,36 (m, 5H, aromatisch); ¹³C (CDCl₃): δ 22,46, 23,05, 26,72, 37,00, 44,07, 49,41, 57,48, 57,85, 59,84, 60,54, 69,87, 125,67, 126,80, 128,21, 128,48, 128,65, 129,25, 139,01, 139,05, 153,55, 173,71; MS (CI) m/z 407 (M + 1)⁺. Anal. (C₂₅H₃₀N₂O₃) C, H, N.
trans-4-(S)-Isobutylpyrrolidin-3-(S)-carbonsäure (10b). (Reaktionsschema 6)
Zu einer Lösung von 1-Benzyl-4-(S)-isobutyl-3-(S)-[4'-(R)-phenyl-2'-oxazolidinon-3'-yl]carbonyl]pyrrolidin (1,44 g, 3,56 mmol) in THF (30 ml) wurde eine Lösung von LiOH (1 M in H₂O, 8,89 mmol) und H₂O₂ (30%, 7,11 mmol) in H₂O (10 ml) bei 0°C langsam gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 1 h bei 0°C gerührt und dann mit Wasser (40 ml) verdünnt. Natriumsulfit (0,89 g, 7,11 mmol) wurde zugegeben, und das Gemisch wurde mit Ethylacetat extrahiert. Die wässrige Phase wurde mit KH₂PO₄ (1,59 g, 11,7 mmol) und 10% HCl auf einen pH-Wert von 5,0 eingestellt. Diese Lösung wurde mit Isopropylalkohol : Methylenchlorid (1 : 3) extrahiert, der Extrakt wurde über Na₂SO₄ getrocknet und eingeengt, wobei 0,93 g 1-Benzyl-4-(S)-isobutyl-pyrrolidin-3-(S)-carbonsäure erhalten wurde, die ohne weitere Reinigung verwendet wurde. Zu einer Lösung dieser Carbonsäure (0,94 g) in Ethanol (55 ml) wurde 20% Pd/C (0,21 g) gegeben und es wurde 11 h mit 50 psi hydriert. Das Reaktionsgemisch wurde über einen Celitepfropfen filtriert. Nach dem Abdampfen des Lösemittels unter vermindertem Druck wurde das rohe Produkt einer Ionenaustauschsäule (Dowex 50) unterworfen und aus Methanol-Ether umkristallisiert, wobei 0,43 g (70% Ausbeute) von 10b als weißer Feststoff erhalten wurden.
[α]_D = –45,8°; Fp 251–254°C; ¹H-NMR (CD₃OD): δ 0,89 (m, 6H, CH₃), 1,26 (m, 1H, CH₂CH(CH₃)₂), 1,51 (m, 1H, CH₂CH(CH₃)₂), 1,60 (m, 1H, CH₂CH(CH₃)₂), 2,52 (m, 2H, Pyrrolidinring), 2,78 (m, 1H, Pyrrolidinring), 3,37 (m, 2H, Pyrrolidinring), 3,44 (m, 1H, Pyrrolidinring); ¹³C (CD₃OD): δ 21,07, 22,07, 26,29, 40,81, 41,83, 48,39, 50,11, 51,78, 177,47; MS (CI) m/z 172 (M + 1)⁺. Anal. (C₉H₁₇NO₂) C, H, N.

Claims

Verbindung der Formel I
oder ein pharmazeutisch akzeptables Salz derselben oder eine Prodrug derselben, worin R₁ Wasserstoff oder ein gerades oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffen bedeutet; R₂ ein gerades oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffen bedeutet; und R₁ und R₂ zusammengenommen einen carbocyclischen Ring mit 3 bis 7 Atomen bilden können.
Verbindung gemäß Anspruch 1, worin R₁ H, Methyl oder Ethyl bedeutet; und R₂ Methyl oder Ethyl bedeutet.
Verbindung gemäß Anspruch 1, die aus (cis)-4-Isobutyl-pyrrolidin-3-carbonsäure und (trans)-4-Isobutyl-pyrrolidin-3-carbonsäure ausgewählt ist.
Verbindung gemäß Anspruch 1, worin R₁ und R₂ zusammengenommen einen carbocyclischen Ring mit 3 bis 7 Atomen bilden.
Verbindung gemäß Anspruch 1, die aus den Verbindungen, worin R₁ und R₂ einen 5- oder 6-gliedrigen Ring bilden, ausgewählt ist.
Verbindung der Formel I
oder ein pharmazeutisch akzeptables Salz derselben, worin R₄ ein Alkyl mit 3 oder 4 Kohlenstoffen ist.
Verbindung gemäß Anspruch 6, die ausgewählt ist aus: trans-4-Isopropyl-pyrrolidin-3-carbonsäure; trans-4-Propyl-pyrrolidin-3-carbonsäure; und trans-4-Butyl-pyrrolidin-3-carbonsäure.
Pharmazeutische Zusammensetzung, die eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung gemäß Anspruch 1 und einen pharmazeutisch akzeptablen Träger umfasst.
Verwendung einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung von Epilepsie.
Verwendung einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung von Schwächeanfällen, Hypokinesie und cranialen Erkrankungen.
Verwendung einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen.
Verwendung einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung von Depression.
Verwendung einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung von Angst.
Verwendung einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung von Panik.
Verwendung einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung von Schmerz.
Verwendung einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung neuropathologischer Erkrankungen.