DK148138B

DK148138B - Analogy process for preparing pivaloyloxymethyl 2- propylpentanoate

Info

Publication number: DK148138B
Application number: DK241880A
Authority: DK
Inventors: Javier Esteban Maltz
Original assignee: Lagap S A Pharmaceuticals
Priority date: 1980-06-04
Filing date: 1980-06-04
Publication date: 1985-03-18
Also published as: DK148138C; DK241880A

Description

i 148138in 148138

Den foreliggende opfindelse angår en analogifremgangsmåde til fremstilling af den hidtil ukendte forbindelse pivalo-yloxymethyl-2-propyl-pentanoat med formlen IThe present invention relates to an analogous process for the preparation of the novel compound pivaloyloxymethyl-2-propyl pentanoate of formula I

CH,-CH0-CHo-CH - C-0-CH--0-C-C(CHL·)_.CH, -CHO-CHo-CH - C-O-CH - O-C-C (CHL ·) _.

J “ 4 j || 1 I O OJ “4 j || 1 I O O

C3H? o oC3H? Island Island

Det er velkendt, at 2-propyl-valerianesyre, der også kaldes valproinsyre, er et middel mod epilepsi og mod konvulsio-ner, som ved hjælp af en fysiologisk mekanisme virker som en metabolisk inhibitor på bindingsstederne for det enzym, som katalyserer deaktiveringen af γ-aminosmørsyre (GABA), med det resultat, at hjerneindholdet af GABA forøges, og denne virkning resulterer i en biokemisk styring af de mekanismer, som giver anledning til det epileptiske anfald.It is well known that 2-propyl-valeric acid, also called valproic acid, is an agent for epilepsy and for convulsions, which by a physiological mechanism acts as a metabolic inhibitor at the binding sites of the enzyme that catalyzes the deactivation of γ -amino butyric acid (GABA), with the result that the brain content of GABA is increased and this effect results in a biochemical control of the mechanisms that cause the epileptic seizure.

Det er imidlertid også velkendt, at valproinsyre ikke absorberes på ensartet måde gennem tarmen som følge af den frie carboxylgruppe, der delvis foreligger i ioniseret form.However, it is also well known that valproic acid is not uniformly absorbed through the intestine due to the free carboxyl group partially present in ionized form.

Adskillige forsøg har tidligere været gjort på at modificere valproinsyremolekylet ved fremstilling af natriumsaltet eller amidet, men de har ikke tilvejebragt en løsning på problemet med hensyn til opnåelse af ensartet tarmabsorption.Several attempts have been made in the past to modify the valproic acid molecule in the preparation of the sodium salt or amide, but they have not provided a solution to the problem of obtaining uniform gut absorption.

Mange bestræbelser har også været udfoldet med henblik på forbedring af det farmaceutiske præparat på grund af, at mangelen på absorptionsensartethed skyldes den ioniserbare polære gruppe i carboxylsyren, hvilket træk er iboende i valproinsyrens formel. Også disse bestræbelser har imidlertid været resultatløse.Many efforts have also been made to improve the pharmaceutical composition due to the lack of absorption uniformity due to the ionizable polar group in the carboxylic acid, which feature is inherent in the valproic acid formula. However, these efforts have also been unsuccessful.

Det har nu uventet vist sig, at pivaloyloxymethyl-2-propyl-pentanoat, der også kaldes pivaloyloxymethylvalproat, d.v.s.It has now unexpectedly been found that pivaloyloxymethyl 2-propyl pentanoate, also called pivaloyloxymethyl valproate, i.e.

148138 2 forbindelsen med formlen I, udviser kraftig anti-epileptisk og anti-konvulsivisk aktivitet i samme mængde som valproin-syre, men at forbindelsen med formlen I samtidig er karakteriseret ved en betydelig større absorption. Endvidere foregår absorptionen hurtigere og er mere ensartet.The compound of formula I exhibits strong anti-epileptic and anti-convulsive activity in the same amount as valproic acid, but that the compound of formula I is characterized by a significantly greater absorption. Furthermore, the absorption takes place faster and is more uniform.

Den ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillede hidtil ukendte forbindelse med formlen I har kraftig anti-epi-leptisk og anti-konvulsivisk virkning og også er karakteriseret ved høj absorption, hurtig absorption og mere ensartet absorption.The novel compound of formula I prepared by the process of the invention has strong anti-epileptic and anti-convulsive activity and is also characterized by high absorption, rapid absorption and more uniform absorption.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at man omsætter 2-propyl-valerianesyre med chlormethylpivalat og isolerer pivaloyloxymethyl-2-propyl-pentanoatet fra reaktionsblandingen .The process of the invention is characterized by reacting 2-propyl-valeric acid with chloromethyl pivalate and isolating the pivaloyloxymethyl-2-propyl pentanoate from the reaction mixture.

Fremgangsmåden, ved hvilken 2-propyl-valerianesyre med formlen II omsættes med chlormethylpivalat med formlen III, fortrinsvis i nærværelse af en syreacceptor, kan illustreres ved følgende reaktionsskema: CH 0-CH 0-CH ~-CH-COOH C1CH00-C-C(CH,), 3 2 2 I + 2 II 3 3 _* C3H7 0 (II) (III) --y (i) + hciThe process by which 2-propyl-valeric acid of formula II is reacted with chloromethyl pivalate of formula III, preferably in the presence of an acid acceptor, can be illustrated by the following reaction scheme: CHO-CHO-CH1 -CH-COOH C1CH00-CC (CH, ), 3 2 2 I + 2 II 3 3 _ * C3H7 0 (II) (III) --y (i) + hci

Som syreacceptor er det muligt at anvende en uorganisk base, for eksempel et hydroxid, et carbonat eller et bi-carbonat af alkali- eller jordalkalimetaller, eller en organisk base, såsom eksempelvis en tertiær amin.As an acid acceptor it is possible to use an inorganic base, for example a hydroxide, a carbonate or a bicarbonate of alkali or alkaline earth metals, or an organic base such as, for example, a tertiary amine.

Det efterfølgende eksempel illustrerer fremgangsmåden ifølge opfindelsen.The following example illustrates the method of the invention.

3 148138 EKSEMPEL.EXAMPLE.

I en. trehalset kolbe, som er udstyret med en omrører, et termometer og en tilbagesvaler, anbringes 36,77 g (0,255 mol) valproinsyre opløst i 1 liter acetone. Til opløsningen sættes 35 g ^CO^, og derpå tilsættes under omrøring 39,15 g (0,260 mol) chlormethylpivalat. Reaktionsblandingen opvarmes under tilbagesvaling i 5 timer, køles og udhældes under omrøring i 2 liter vand, der holdes ved en temperatur på ca. 5°C. Et olieagtigt materiale skiller ud, hvilket materiale fjernes, opløses i 200 ml ethylacetat, vaskes 2 gange med en mættet bicarbonatopløsning, idet der hver gang anvendes en 50 ml portion, og vaskes derpå 2 gange med vand, idet der hver gang anvendes en 50 ml portion. Produktet tørres over vandfrit natriumsulfat. Opløsningsmidlet af-dampes, og den farveløse olie destilleres under vakuum ved et tryk på 0,5 - 1,0 mm kviksølv. Fraktionen, som koger ved 143 - 150°C, opsamles.In a. three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a reflux condenser is placed 36.77 g (0.255 mole) of valproic acid dissolved in 1 liter of acetone. To the solution is added 35 g of CO 2 and then stirred with stirring 39.15 g (0.260 mole) of chloromethyl pivalate. The reaction mixture is heated under reflux for 5 hours, cooled and poured with stirring into 2 liters of water, kept at a temperature of approx. 5 ° C. An oily material separates, which material is removed, dissolved in 200 ml of ethyl acetate, washed twice with a saturated bicarbonate solution, each using a 50 ml portion, and then washed twice with water, each using a 50 ml portion. The product is dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent is evaporated and the colorless oil is distilled off under vacuum at a pressure of 0.5 - 1.0 mm of mercury. The fraction boiling at 143-150 ° C is collected.

Grundstofanalysen og de spektrografiske data (IR, NMR) bekræfter produktets formel, og produktet er opløseligt i alkoholer, ethere og ketoner, men uopløseligt i vand.The elemental analysis and spectrographic data (IR, NMR) confirm the formula of the product and the product is soluble in alcohols, ethers and ketones, but insoluble in water.

De farmakologiske og toksikologiske egenskaber, som karakteriserer produktet med formlen I, der i det følgende angives med symbolet PEV, illustreres nedenfor.The pharmacological and toxicological properties which characterize the product of formula I, hereinafter denoted by the symbol PEV, are illustrated below.

1. AKUT TOKSICITET.1. ACUTE TOXICITY.

Den akutte toksicitet af PEV er blevet undersøgt på schweiziske albino-mus med en gennemsnitlig vægt på ca. 20 g og på Wister-rotter med en gennemsnitlig vægt på 150 - 10 g ved administration ad såvel den orale vej som den endope-ritoneale vej.The acute toxicity of PEV has been studied in Swiss albino mice with an average weight of approx. 20 g and on Wister rats with an average weight of 150 - 10 g when administered by both the oral and endopritoneal routes.

Alle dyrene fastede ved begyndelsen 12 timer før forsøget.All animals fasted at the beginning 12 hours before the experiment.

Til forsøget anvendes 10 dyr, d.v.s. 5 handyr og 5 hundyr, 4 148138 til hver doseringsmængde ved behandlingen. DL^q-værdierne er udtrykt i mg/kg og beregnes på grundlag af den dødelighed, som er blevet bestemt i løbet af 8 dage efter administrationen, i overensstemmelse med metoden ifølge Lichtfield og Wilcoxon. Resultaterne er anført nedenfor.For the experiment, 10 animals are used, i.e. 5 male and 5 female, 4 148138 for each dosage amount at treatment. The DL ^ q values are expressed in mg / kg and calculated on the basis of mortality determined over 8 days after administration according to the method of Lichtfield and Wilcoxon. The results are given below.

TABEL 1TABLE 1

Dyreart Administrationsvej DL^q mg/kg og intervalAnimal species Route of administration DL ^ q mg / kg and range

Mus Oral 1.214 (1.109-1.327)Mouse Oral 1.214 (1.109-1.327)

Mus Endoperitoneal 510 ( 461- 557)Mice Endoperitoneal 510 (461-557)

Rotte Oral 1.438 (1.327-1.562)Rat Oral 1,438 (1,327-1,562)

Rotte Endoperitoneal 608 ( 502- 716)Rat Endoperitoneal 608 (502-716)

De opnåede værdier overlapper de data, der fra litteraturen kendes for valproinsyre, d.v.s. 2-propyl-valerianesyre.The values obtained overlap with the data known from the literature for valproic acid, i.e. 2-propyl-valeric acid.

I ét tilfælde, d.v.s. ved anvendelse af rotter og administration ad den orale vej, er tallet for PEV på 1.438 mg/kg væsentligt større end det tal, som er angivet i the Merck Index, 9.udgave, side 1.237, nr. 9.574, hvor DL^ i mg/kg er angivet at være 670.In one case, i.e. when using rats and administration by the oral route, the PEV figure of 1,438 mg / kg is significantly greater than the figure given in the Merck Index, 9th edition, page 1.237, no. 9.574, where DL ^ in mg / kg is stated to be 670.

2. ENZYMATISK HYDROLYSE IN VITRO.2. ENZYMATIC HYDROLY IN VITRO.

Hydrolysen udføres med en blodmængde fra levere, der er fjernet fra 6 rotter. I tilfælde af levere arbejder man med et homogent materiale, der er opnået fra 1 gram væv og 9 ml puffer med pH 7 (16,45 ml 0,2M Na2HPO^ og 3,53 ml 0,1M citronsyre).The hydrolysis is performed with a liver volume removed from 6 rats. In the case of liver, one works with a homogeneous material obtained from 1 gram of tissue and 9 ml of pH 7 buffer (16.45 ml of 0.2M Na2HPO3 and 3.53 ml of 0.1M citric acid).

Esteren med formlen I opløses i ethylenglycol i forholdet 65:35 (V/V) i en koncentration på 10 mg/ml. Lige mængder af denne opløsning sættes til blodet og til leverhomoge-natet med henblik på opnåelse af en koncentration på 200 ug ester pr. ml blod eller pr. g lever. Inkubationen udføres ved 37°C med mellemrum på 2, 5, 10, 15, 30, 60, 120 og 240 minutter. Hver prøve udføres i et separat prøverør. Ved 148138 5 afslutningen af det foreskrevne tidsrum nedsænkes prøverøret i is. Ekstraktionen udføres i hvert prøverør med små mængder HClf 4 ml 0,33N HClO^ pr. ml inkuberet blod og 1 ml n-hexan.The ester of formula I is dissolved in ethylene glycol at a ratio of 65:35 (V / V) at a concentration of 10 mg / ml. Equal amounts of this solution are added to the blood and to the liver homogenate to obtain a concentration of 200 µg of ester per ml. ml of blood or per ml. g liver. The incubation is performed at 37 ° C at intervals of 2, 5, 10, 15, 30, 60, 120 and 240 minutes. Each test is performed in a separate test tube. At the end of the prescribed period, the test tube is immersed in ice. The extraction is carried out in each test tube with small amounts of HCl 4 ml of 0.33 N HClO ml of incubated blood and 1 ml of n-hexane.

Prøverørene fjernes derefter fra isen og omrøres i et tidsrum på 10 minutter. Centrifugering udføres med henblik på adskillelse af faserne, og den organiske fase i n-hexan indblæses direkte i gaskromatografiapparatet.The test tubes are then removed from the ice and stirred for a period of 10 minutes. Centrifugation is performed to separate the phases and the organic phase in n-hexane is directly injected into the gas chromatography apparatus.

UDVINDING VED EKSTRAKTION.EXTRACTION BY EXTRACTION.

Den ovenfor beskrevne ekstraktion er blevet udført med alle de undersøgte prøver. Udvindingen ved ekstraktionen fra blod og fra leverhomogenater er 97% i tilfælde af valproin-syre og 99% i tilfælde af PEV.The above described extraction has been carried out with all the samples examined. The recovery from the extraction from blood and from liver homogenates is 97% in the case of valproic acid and 99% in the case of PEV.

FARMAKOKINETIK.PHARMACOKINETICS.

Undersøgelsen af plasmamængder udføres med Spraque-Dawley-albino-rotter med en gennemsnitlig legemsvægt på 215 g (200 - 230 g). Før forsøget faster rotterne i et tidsrum på 12 timer. Syren administreres såvel oralt som intravenøst, men esteren alene administreres oralt. Administrationerne udføres med ækvimolære doser, d.v.s. i en dosis på 1,39 millimol/kg, hvilket svarer til en dosis på 230 mg/kg i tilfælde af syren, der administreres som natriumsaltet, og en dosis på 360 mg/kg i tilfælde af PEV. Såvel syren som esteren opløses i ethylenglycoliethylalkohol i forholdet 65:35 (V/V). Koncentrationen af opløsningen beregnes således, at der administreres 2 ml/kg. Efter de tidsintervaller, som i tabel 2 er vist i minutter eller timer, dræbes rotterne i grupper på 6 ved afskæring af hovedet, hvorefter blodet opsamles og centrifugeres med henblik på opnåelse af plasmaet, som ekstraheres og analyseres som ovenfor beskrevet.The plasma volume assay is performed with Spraque-Dawley albino rats with an average body weight of 215 g (200 - 230 g). Prior to the experiment, the rats fast for a period of 12 hours. The acid is administered both orally and intravenously, but the ester alone is administered orally. The administrations are performed at equimolar doses, i.e. at a dose of 1.39 millimol / kg, which is equivalent to a dose of 230 mg / kg in the case of the acid administered as the sodium salt, and a dose of 360 mg / kg in the case of PEV. Both the acid and the ester are dissolved in ethylene glycoliethyl alcohol at a ratio of 65:35 (V / V). The concentration of the solution is calculated to administer 2 ml / kg. After the time intervals shown in Table 2 for minutes or hours, the rats are killed in groups of 6 by cutting off the head, after which the blood is collected and centrifuged to obtain the plasma, which is extracted and analyzed as described above.

6 148138 TABEL 2TABLE 2

Plasmaindhold af valproinsyre i rotter, som er behandlet med valproinsyre, der er administreret oralt og intravenøst i form af natriumsaltet, og med PEV, der er administreret oralt, i lige doser på 1,39 millimol/kg.Plasma content of valproic acid in rats treated with valproic acid orally and intravenously in the sodium salt and with PEV administered orally at equal doses of 1.39 millimol / kg.

Tidsintervaller Valproinsyre Valproinsyre PEVTime intervals Valproic acid Valproic acid PEV

i.v. + d.s. xx) oralt + d.s. oralt + d.s.i.v. + i.e. xx) orally + d.s. orally + i.e.

15 minutter 449-49 rø ml 1 30 minutter 172-17 " 4-4 yg ml"1 12-2 yg ml"1 1 time 70-10 " 11-8 " 65-8 2 timer 35+-7 " 23-9 " 44±5 3 timer 24- 3 " 22-8 ,r 25±3 " 4 timer 22- 4 " 20-8 22-2 " 8 timer 14± 1 " 12-5 " 14±2 14 timer 7- 1 " 8-5 8-1 24 timer 2- 1 " 2-2 " 3±1 " AUC x) 479 g ml 1time 239 g ml ^ime 374 g ml 1time x) Areal under kurve, xx) Spredningsgrad.15 minutes 449-49 red ml 1 30 minutes 172-17 "4-4 ug ml" 1 12-2 ug ml "1 1 hour 70-10" 11-8 "65-8 2 hours 35 + -7" 23- 9 "44 ± 5 3 hours 24-3" 22-8, r 25 ± 3 "4 hours 22-4" 20-8 22-2 "8 hours 14 ± 1" 12-5 "14 ± 2 14 hours 7- 1 "8-5 8-1 24 hours 2- 1" 2-2 "3 ± 1" AUC x) 479 g ml 1 hour 239 g ml ^ ime 374 g ml 1 hour x) Area under curve, xx) Degree of dispersion.

RESULTATERRESULTS

Resultaterne i tabel 2 viser plasmamængderne i rotter, der måles efter behandling med natriumsaltet af valproinsyre oralt og intravenøst, eller efter at rotterne er blevet behandlet oralt med PEV.The results in Table 2 show the plasma amounts in rats measured after treatment with the sodium salt of valproic acid orally and intravenously, or after the rats have been orally treated with PEV.

Mængderne står i afhængighed af valproinsyre, fordi ingen af rotterne, der er behandlet med esteren, har udvist tilstedeværelse af PEV i plasmaet.The amounts are dependent on valproic acid because none of the rats treated with the ester have demonstrated the presence of PEV in the plasma.

Efter venøs administration falder mængderne af valproinsyre med tiden ifølge en bioeksponential kurve.Following venous administration, the amounts of valproic acid decrease over time according to a bio-exponential curve.

7 1481387 148138

Efter oral administration af natriumvalproat, således som vist i tabel 2, forekommer toppen ca. ved 2 timers-perioden, men tallene udviser en betydelig spredning. Efter administration af PEV iagttages toppen efter 1 time, og spredningen af dataene er betydeligt mindre end spredningen af de data, der iagttages efter oral administration af natrium= valproat, medens spredningen af plasmatal efter administration af PEV og efter intravenøs administration af natrium= valproatet ligger omtrent i det samme interval.Following oral administration of sodium valproate, as shown in Table 2, the peak occurs at ca. at the 2 hour period, but the figures show a significant spread. After administration of PEV, the peak is observed after 1 hour and the spread of the data is significantly less than the spread of the data observed after oral administration of sodium = valproate, whereas the distribution of plasma number after administration of PEV and after intravenous administration of sodium = valproate is approximately at the same interval.

Toppen af plasmamængder efter administration af PEV nås hurtigere og er større end den top, der iagttages efter administration af natriumvalproat oralt. På grundlag af arealerne under kurven for de plasmatiske mængder (AUC), er det muligt at beregne den absolutte biodisponibilitet, hvilket resulterer i 49,9% for natriumvalproat og 72,4% for PEV. Forskellen i biodisponibilitet mellem natriumvalproat og PEV består i et omfang på 45,5% til gunst for esteren.The peak of plasma levels after PEV is reached faster and is greater than the peak observed after oral valproate administration. Based on the areas under the Plasma Quantity Curve (AUC), it is possible to calculate the absolute bio-availability, resulting in 49.9% for sodium valproate and 72.4% for PEV. The difference in bioavailability between sodium valproate and PEV is 45.5% to the benefit of the ester.

På basis af resultaterne konkluderes det, at PEV absorberes hurtigere og endog mere signifikant og mere ensartet sammenlignet med valproinsyre. Et indeks for spredningen af data er blevet beregnet ved bestemmelse af standard-variationen i procent med hensyn til gennemsnitstallet for hver undersøgelsesgruppe.Based on the results, it is concluded that PEV is absorbed faster and even more significantly and more uniformly compared to valproic acid. An index of the spread of data has been calculated by determining the standard percentage variation in terms of the average number for each study group.

For hver behandlingstype er gennemsnittet af dette indeks blevet beregnet. Følgende tal er blevet opnået:For each treatment type, the average of this index has been calculated. The following figures have been obtained:

Valproinsyre, i.v. = 18,3 Valproinsyre, oralt = 60,5 PEV, oralt = 15,2Valproic acid, i.v. = 18.3 Valproic acid, oral = 60.5 PEV, oral = 15.2

Spredningen af de data, der opnås ved administration af PEV, er optimeret, fordi den resulterer i den samme størrelsesorden som den spredning, der opnås efter administration af valproinsyre intravenøst, 4-5 gange mindre end det tal, der opnås ved administration af valproinsyre oralt.The spread of the data obtained by administration of PEV is optimized because it results in the same order of magnitude as the spread obtained after the administration of valproic acid intravenously, 4-5 times less than the number obtained by the administration of valproic acid orally. .

Claims

148138 Also with regard to it. absolute biodispersibility, calculated on the basis of the areas under the curve of the plasma quantities integrated with the trapezoidal system AUC,. gives PEV results that are superior to those obtained with the acid. The above-mentioned results show the therapeutic value of the compound of the present invention which can be effectively used to treat epilepsy in general, the compound also being more specifically used for the particular types of epilepsy known as "petit mal", "grand mal" ", psychomotor epilepsy and similar disorders. For this purpose, the compound of formula I may be made into capsules of 200 - 400 - 500 mg, or it may be administered in liquid form as a 20% solution in a suitable solvent, so that it can be administered in daily doses of 200 - 400 mg. 2,000 mg, depending on the severity of the disorder, the patient's age and medical prescriptions.

An analogous process for the preparation of pivaloyloxymethyl-2-propyl-pentanoate of formula I: CH, -CH9-CH9-CH - C-O-CHo-O-C-C (CH2)

2 I II II 3 3 c3h7 O (I) characterized by reacting 2-propyl-valeric acid with chloromethyl pivalate and isolating the pivaloyloxymethyl-2-propyl-pentanoate from the reaction mixture. Process according to claim 1, characterized in that the reaction is carried out in the presence of an acid acceptor.