DK151964B

DK151964B - Beta-carbolin-3-carboxylsyrederivater og fremgangsmaade til fremstilling af samme samt farmaceutisk praeparat

Info

Publication number: DK151964B
Application number: DK216685A
Authority: DK
Inventors: Mogens Engelstoft; Tage Honore; Frank Waetjen; Erling Niels Petersen; Andreas Huth; Leif Helth Jensen; Dieter Seidelmann
Original assignee: Schering Ag
Priority date: 1984-05-15
Filing date: 1985-05-15
Publication date: 1988-01-18
Also published as: DK151964C; DK216685D0; DK216685A

Description

DK 151964 B

Opfindelsen angår nye p-carbolin-3-carboxylsyrederivater. Disse nye forbindelser udviser værdifulde farmakologiske egenskaber, som gør dem nyttige i p sy kofarmaceutiske præparater.

De nye forbindelser ifølge opfindelsen er p-carbolin-3-car-5 boxy I syreestere med den almene formel I: R5 R4

H

hvor 4 R betegner methyl, ethyl eller methoxymethyl, 5 8 8 15 R betegner betegner H, -OR , hvor R betegner C^-alkyl, C« 7-cycloalkyl, C. 7-alkylcycloalkyl, propinyl eller cyclo- •3"' 4“/ g g hexenyl, eller -Ci-U-OR , hvor R betegner C1 .-alkyl, S 10*™ 10 * R° betegner H, -OR, hvor R betegner forgrenet C. .-al- 9 9^ kyl eller C^g-cycloalkyl, eller -CHg-OR , hvor R har 20 den tidligere angivne betydning, forudsat, at 5 6 R og R ikke begge er hydrogen, at R^ ikke er isopropoxy, når R4 betegner H, og 5 o 4 at R ikke er isopropoxy eller ethoxymethyl, når R betegner 25 methyl.

Med udtrykket C^-alkyl menes alkylgrupper med op til 4 carbonatomer, f.eks. methyl, ethyl, isopropyl og tert.-butyl. Med udtrykket cycloalkyl og alkylcycloalkyl menes substituenter, som cyclopropyl, methylcyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl og methyl-30 cyclohexyl.

I EP patentpublikationer nr. 30254 og 54507 omtales beslægtede β-carboliner med farmakologiske egenskaber.

Det har nu overraskende vist sig, at forbindelserne ifølge opfindelsen har en væsentligt større benzodiazepinreceptoraffinitet 35 end de kendte forbindelser. De omhandlede forbindelsers benzodiazepinreceptoraffinitet kan bestemmes ved at måle deres evne til at fortrænge radioaktivt mærket flunitrazepam fra benzodiazepinrecepto rer.

Det er velkendt (Squires, R.F. og Bræstrup, C., Nature

DK 151964B

2 (London) 266 (1977) 734), at specifikke steder i centralnervesystemet hos hvirveldyr udviser en specifik stor affinitet for binding af 1,4-og 1,5-benzodiazepiner. Disse steder kaldes benzodiazepinreceptorer.

Fortrængningsaktiviteten af forbindelserne ifølge opfindelsen er 5 blevet bestemt ved at bestemme IC^q-værdien og ED^-værdien.

IC^q-værdien repræsenterer den koncentration, hvorved der sker en fortrængning af 50% af den specifikke binding af 3H-flu-nitrazepam (1,0 nM, 0°C) i prøver omfattende et samlet volumen pi 0/55 ml af en suspension af hjernemembran, f.eks. fra rotter.

10 Fortrængningsprøven udføres på følgende måde: 0,50 ml af en suspension af ubehandlet rotteforhjerne i 25 mM KH2P04, pH = 7,1 (5-10 mg væv/prøve) inkuberes i 40-60 minutter ved 0°C sammen med 3H-diazepam (specifik aktivitet 87 Ci/mmol, 1,0 nM) eller H-flunitrazepam (specifik aktivitet 87 Ci/mmol, 1,0 nM).

15 Efter inkubering filtreres suspensionen gennem "Whatman GF/C" glasfiberfiltre, filterresten vaskes to gange med kold bufferopløsning, og radioaktiviteten miles ved scintillationstælling.

Forsøget gentages med den undtagelse, at der forud for tilsætningen af det radioaktivt mærkede benzodiazepin tilsættes en given 20 mængde eller overskud af den forbindelse, hvis fortrængningsevne ønskes bestemt. På basis af de opnåede måleresultater kan ICgQ-vær-dien beregnes.

EDgo"værdien repræsenterer den dosis (mg/kg) af en prøvesubstans, hvorved den specifikke binding af flunitrazepam til benzo-25 diazepinreceptorer i en levende hjerne reduceres til 50% af kon trolværdien. Et sådant in vivo forsøg udføres på følgende måde:

Grupper af mus injiceres med prøvesubstansen ved forskellige 3 doser og sædvanligvis subkutant. 15 minutter senere gives H-flunitrazepam intravenøst til musene, og efter yderligere 20 minutter 30 dræbes musene. Deres forhjernemembraner fjernes, og radioakti viteten i forhjernemembranerne miles ved scintillationstælling. ED^q-værdien bestemmes ud fra dosis-responskurver.

De opnåede resultater ved at teste nogle af forbindelserne ifølge opfindelsen vil fremgå af den følgende tabel 1.

35

DK 151964 B

3

Tabel 1 R5- R4 R _^^n^COOC2H5 xxxx i

H

IC50 ED50 mg/ml mg/kg 10 in vitro in vivo 3-Acetyl-p-carbolin (EP 54 507 A3) 22,4 100 p-Carbolin-3-carboxylsyreethylester 15 (EP 30 254 B1) 1,4 60 R4 R5 R6 CHg-O-CHg H O-i-propyl 0,37 1,5 20 CH2-0-CH3 -O-i-propyl H 0,6 1,4 CHg-O-CHg -O-cyclobutyl H 0,2 0,5 CH2-0-CH3 -CH2-0-C2H5 H 0,4 2,4 CHg-O-CHg 2-cyclohexenyl- H 0,4 5,4 oxy 25 CH2-0-CH3 propinyloxy H 0,2 0,7 CHg-O-CHg cyclopropyl- H 0,4 1,3 methyloxy CHg-O-CHg H cyclopentyloxy 0,3 1,8 CH3 H CH2-0-C2H5 0,3 8,1 30 _______________

Forbindelserne ifølge opfindelsen kan anvendes til formuleringen af farmaceutiske præparater, f.eks. til oral eller parenteral indgivelse i pattedyr, herunder mennesker, i overensstemmelse med gale-35 nisk farmaci1 s traditionelle metoder.

Traditionelle tilsætningsmidler er sådanne farmaceutisk acceptable organiske eller uorganiske bærerstoffer, der er egnet til parenteral eller enteral indgivelse, og som ikke på skadelig måde reagerer med de aktive forbindelser.

DK 151964B

4

Eksempler på sådanne bærere er vand, saltopløsninger, alkoholer, polyethylenglycoller, polyhydroxyethoxyleret ricinusolie, gelatine, lactose, amylose, magnesiumstearat, talkum, kiselsyre, fedtsy remonoglycerider og -diglycerider, pentaerythritolfedtsyreestere, 5 hydroxymethylcellulose og polyvinylpyrrolidon.

De farmaceutiske præparater kan steriliseres og om ønsket blandes med sådanne hjælpemidler, som f.eks. smøremidler, konserveringsmidler, stabiliseringsmidler, befugtningsmidler, emulgeringsmidler, salte til påvirkning af osmotisk tryk, buffere og/eller farve-10 stoffer og lignende, som ikke på skadelig måde reagerer med de aktive forbindelser.

Injicerbare opløsninger eller suspensioner, fortrinsvis vandige opløsninger med den aktive forbindelse opløst i polyhydroxyethoxy-leret ricinusolie, er specielt egnet til parenteral brug.

15 Ampuller er hensigtsmæssige som enhedsdoser.

Tabletter, drageer eller kapsler, der indeholder talkum og/eller en kulhydratbærer eller binder eller lignende, idet bæreren fortrinsvis er lactose og/eller majsstivelse og/eller kartoffelstivelse, er specielt egnede til oral indgivelse. En sirup, elixir eller lignende kan 20 anvendes, hvori der kan anvendes et sødet bærermateriale.

I almindelighed anvendes forbindelserne ifølge opfindelsen i en enhedsdosisform omfattende fra 0,05-100 mg i en farmaceutisk acceptabel bærer pr. enhedsdosis.

Dosis af forbindelserne ifølge opfindelsen er 0,1-300 mg/dag, 25 fortrinsvis 0,5-30 mg/dag, når den indgives i patienter, f.eks. mennesker, som et lægemiddel.

Forbindelserne ifølge opfindelsen kan fremstilles ved, at et indol-derivat med den almene formel 11: 5' 4

3° 6' I I

r6^ sK. ^ COOC,H

T Ίττ ' <»> NH2 i

H

35 hvor 4 R betegner methyl, ethyl eller methoxymethyl, 5* 8 8 R betegner OH, H, -OR , hvor R betegner C^-alkyl, C, 7-cycloaIkyl, C. 7-alkylcycloalkyI, propinyl eller cyclo- 0“/ Η"/ g g hexenyl, eller -CHg-OR , hvor R betegner C^_^-alkyl,

DK 151964 B

5 R® betegner OH, H, -OR1®, hvor R10 betegner forgrenet 9 9

C^^-alkyl eller C^g-cycloalkyl eller -CHg-OR , hvor R

har den tidligere angivne betydning, cykliseres med glyoxylsyre til dannelse af den tilsvarende 1,2,3,4-te- 5 trahydrocarbolinforbindelse, at 1,2,3,4-tetrahydrocarbolinforbindelsen dehydrogeneres til dannelse af den tilsvarende p-carbolin-3-carboxyl- 5' 6'

syreester, og at der, når R eller R betegner OH, eventuelt foretages en etherificering af hydroxygruppen ved omsætning med en forbindelse med den almene formel III

10 RX (III) hvor R betegner C^^-alkyl, C^-cycloalkyl, C^-alkylcycloalkyl, propinyl eller cyclohexenyl, og X betegner chlor eller brom.

15 Opfindelsen vil nu blive beskrevet i yderligere detaljer under henvisning til de efterfølgende eksempler:

Eksempel I

5-Ethoxymethyl-4-methoxymethyl-g-carbolin-3-carboxylsyreethylester 20 1,2,3,4-Tetrahydro-3-ethoxycarbonyl-5-ethoxymethyl-4-methoxy-methyl-p-carbolin-3-carboxylat (6,8 g) i xylen (1,1 liter) kogtes under tilbagesvaling i 1 time. Xylenen blev afdampet in vacuo, og resten blev opløst i methylenchlorid (600 ml). Der tilsattes 2,3-di-25 chlor-5,6-dicyano-p-benzoquinon (4,5 g) i 1 portion til den isafkølede opløsning. Efter 5 minutters omrøring vaskedes opløsningen med 1,2 liter vandig ammoniak, og methylenchloridet blev fjernet ved destillation in vakuo. Efter 2 chromatograferinger på silicagel, først med en blanding af methylenchlorid og acetone (1:1) og derefter med 30 en blanding af methylenchlorid og methanol (95:5) opnåedes 0,46 gram ren 5-ethoxymethyl-4-methoxymethyl-p-carbolin-3-carboxylsyre-ethylester. Smeltepunkt 94-97°C.

Udgangsmaterialet, 1,2,3,4-tetrahydro-3-ethoxycarbonyl-5-ethoxymethyl-4-methoxymethyl-p-carbolin-3-carboxylat fremstilledes 35 på følgende måde: A) 4-Ethoxymethylindol.

En opløsning af 4-hydroxymethylindol (14,8 g) i methylenchlo-

DK 151964B

6 rid (300 ml) blev koncentreret in vacuo til et volumen på 200 ml.

Under en atmosfære af nitrogen blev opløsningen afkølet til -4°C. En opløsning af N-ethyldiisopropylamin (14,2 g) i methylenchlorid (130 ml), som blev holdt ved en temperatur på 10°C, blev tilsat i løbet af 5 \ time.

Triethyloxonium-tetrafluorborat (20,9 g) opløst i methylenchlorid (140 ml) afkølet til 10°C blev tilsat til reaktionsbiandingen i løbet af 1 time. Temperaturen steg til -1°C. Blandingen blev omrørt ved denne temperatur i 1 time. Derefter fik temperaturen lov til at stige 10 til stuetemperatur, og blandingen blev omrørt i yderligere 18 timer.

Dernæst blev reaktionsblandingen behandlet 3 gange med en mættet, vandig opløsning af natriumbicarbonat (300 ml), derefter 1 gang med 0,5 N hydrochlorid (220 ml) og endelig 1 gang med vand (300 ml).

15 Efter afdampning af opløsningsmidlet blev råproduktet renset ved kromatografi på silicagel med cyclohexan/ethylacetat (4:1).

Udbytte: 14 g 4-ethoxymethylindol, smeltepunkt 50-52°C.

B) 3-(4-ethoxvmethylindol-3-yl)-4-methoxy-2-nitrosmørsyreethylester.

20 Under en argonatmosfære tilsattes eddikesyre (33,1 ml) til en opløsning af 4-ethoxymethylindol (5,1 g) og 3-hydroxy-4-methoxy-2-nitrosmørsyreethylester (7 ml) i toluen (200 ml). Blandingen blev tilbagesvalet i 2 timer, og der tilsattes en anden portion 3-hydroxy- 4-methoxy-2-nitrosmørsyreethylester (7 ml). Efter endnu 2 timers 25 tilbagesvaling blev opløsningsmidlet og alle flygtige stoffer afdampet in vacuo.

Resten blev opløst i ethylacetat, og opløsningen gav efter behandling med vand et råprodukt, som blev oprenset ved kromatografi på silicagel med methylenchlorid. Der opnåedes 1,1 g ren 3-(4-30 ethoxymethylindol-3-yl)-4-methoxy-2-nitrosmørsyreethylester, smeltepunkt 118-120°C.

C) 2-amino-3-(4-ethoxymethylindol-3-yl)-4-methoxysmørsyreethylester 3-(4-ethoxymethylindo!-3-yl)-4-methoxy-2-nitrosmørsyreethyl-35 ester (11,1 g) i ethanol (350 ml) blev katalytisk hydrogeneret med Raney-nikkel ved stuetemperatur under atmosfærisk tryk. Det produkt, der blev opnået efter filtrering af katalysatoren og afdampning af opløsningsmidlet, blev opløst i en blanding af diethylether og ethylacetat. Opløsningen blev behandlet med vand og inddampet. Der

DK 151964 B

7 opnåedes 8 g olieagtig 2-amino-3-(4-ethoxymethylindol-3-yl)-4-meth-oxysmørsy reethy lester.

D) 1, 2, 3,4-T etrahydro-3-ethoxycarbony I -5-ethoxymethy I -4-methoxy - 5 methyl-3-carbolin-3-carboxylat_

Under en argon atmosfære blandedes opløsninger af 2-amino-3-{4-methoxymethylindol-3-yl)-4-methoxysmørsyreethylester (7,9 g) i ethylacetat (46 ml) og glyoxylsyremonohydrat (2,3 g) i vand (31 ml). Ved tilsætning af kaliumhydrogencarbonat blev blandingens 10 pH-værdi hævet til 4. Blandingen blev kraftigt omrørt i 18 timer. Derefter blev ethylacetatet afdampet. Den vandige opløsning blev ekstraheret gentagne gange med ethylacetat. Ekstrakterne og den oprindelige opløsning blev kombineret og vasket med vand. Ved inddampning gav opløsningen 6,9 g 1,2,3,4-tetrahydro-3-ethoxy-15 carbonyl-5-ethoxymethyl-4-methoxymethyl-p-carbolin-3-carboxylat, et orangefarvet skum, som ved tyndtlagskromatografi viste sig at være rent.

Eksempel 2 20 5-lsopropoxy-4-methoxymethyl-p-carbolin-3-carboxylsyreethylester.

0,3 g 5-hydroxy-4“methoxymethyl-p-carbolin-3“carboxylsyre-ethylester blev tilbagesvalet i 3 timer i 30 ml dimethylformamid under nitrogen med 0,3 g kaliumcarbonat og 0,149 g (0,115 ml) 2-brom-propan. Efter filtrering og inddampning under vakuum blev resten 25 oprenset ved kromatografi på silicagel (methylenchlorid: ethanol, 1000:25).

Udbytte: 0,173 g 5-isopropoxy-4-methoxymethyl-p-carbolin-3-carboxylsyreethylester, smeltepunkt 230-231°C (sønderdeling).

30 Eksempel 3 5-Cyclobutoxy-4-methoxymethyl-6-carbolin-3-carboxylsyreethylester 5-Cyclobutoxy-4-methoxymethyl-p-carbolin-3-carboxylsyreethylester, smeltepunkt 196-197°C, blev fremstillet ud fra 5-hydroxy-4-methoxy-methyl-p-carbolin-3-carboxylsyreethylester og cyclobutylbromid ved 35 en metode, som er analog med den ovenfor beskrevne metode.

Eksempel 4 På analog måde fremstilledes følgende forbindelser:

DK 151964 B

8 a) 5-cyclopropyImethyloxy-4-methoxymethyl-p-carbolin-3-carboxyi-sy reethyl ester, smeltepunkt 141-142°C; b) 4-methoxymethyI-5-propinyloxy^-carbolin-3-carboxylsyreethyl- 5 ester, smeltepunkt 149-150°C; c) 6-ethoxymethyl-4-methyl-p-carbolin-3-carboxylsyreethylester, smeltepunkt 174-175°C; 10 d) 6-ethoxymethyl-4-methoxymethyl-p-carbolin-3-carboxylsyreethyl- ester, smeltepunkt 141-142°C; e) 6-isopropoxy-4-methoxymethyl“P-carbolin-3-carboxylsyreethyl-ester, smeltepunkt 140°C (sønderdeling); 15 f) 6-cycIopentyloxy-4-methoxymethyl-p-carbolin-3-carboxylsyre-ethylester, smeltepunkt 80°C; g) 6-isopropoxy-4-methyl-p-carbolin-3-carboxylsyreethylester, 20 smeltepunkt 237-238°C; h) 4-ethyl-6-isopropoxy-£-carbolin-3-carboxylsyreethylester, smeltepunkt 204-205°C; 25 i) 5-cyclopentyloxy-4-methoxymethyl-p-carbolin-3-carboxylsyre- ethylester, smeltepunkt 238-240°C; j) 4-methoxymethyl-4-n-propoxy-p-carbolin-3-carboxylsyreethyl-ester, smeltepunkt 193-195°C; 30 k) 5-(2-cyclohexenyloxy)-4-methoxymethyl-p-carbolin-3-carboxyl-syreethyiester, smeltepunkt 198-200°C; l) 5-isobutoxy-4-methoxymethyl-p-carbolin-3-carboxyIsyreethyl- 35 ester, smeltepunkt 209-210°C; m) 5-(2-butoxy)-4-methoxymethyI-p-carbolin-3-carboxylsyreethyl-ester, smeltepunkt 233-234°C;

DK 151964B

9 n) 4-ethyl-5-n-propxy-p-carbolin-3-carboxylsyreethylester, smeltepunkt 140-143°C; o) 5-cycIobutoxy-4-ethyl-p-carbolin-3-carboxylsyreethyIester, 5 smeltepunkt 260-263°C; p) 4-methyI-5-(1-methylpropoxy)-p-carbolin-3-carboxylsyreethyi-ester, smeltepunkt 116-118°C; 10 q) 4-methyl-5-n-propoxy-p-carbolin-3-carboxylsyreethylester, smeltepunkt 173-174°C; og 15 r) 5-cyclopentyloxy-4-methyl-p-carbolin-3-carboxylsyreethylester, smeltepunkt 165°C.

20 25 30 35

Claims

5 R5 R4 Π ifT COOC2H5 ('5 Ί v H hvor 4 R betegner methyl, ethyl eller methoxymethyl, c o o R betegner betegner H, -OR , hvor R betegner C-^-alkyl, C, 7-cycloalkyl, C- 7-alkylcycloalkyl, propinyl eiler cyclo- 0-1 H-I g g 15 hexenyl, eller -CHp-OR , hvor R betegner C1_4-alkyl, 6 in io R betegner H, -OR , hvor R betegner forgrenet C- ,-al- 9 9* kyl eller C^g-cycloalkyl, eller -Ch^OR , hvor R har den tidligere angivne betydning, forudsat, at 5 6 20. og R ikke begge er hydrogen, 5 o 4 at R ikke er isopropoxy, nar R betegner H, og 5 o 4 at R ikke er isopropoxy eller ethoxymethyl, nar R betegner methyl.
2. Forbindelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den er 4-methoxymethyl-5-ethoxymethyl-p-carbolin-3-carboxylsyre-ethy lester.
3. Forbindelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den er 4-methoxymethyl-5-isopropoxy-p-carbolin-3-carboxylsyreethyl- 30 ester.
4. Forbindelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den er 4-methoxymethyl-5-cyclobutoxy-p-carbolin-3-carboxylsyre-ethylester.
5. Fremgangsmåde til fremstilling af et p-carbolin-3-carboxyl-35 syrederivat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at et indol- derivat med den almene formel II: r5‘ rtVitVcooc2K5 (m) 4 DK 151964 B hvor R betegner methyl ethyl eller methoxymethyl, 51 8 8 R betegner OH, H, -OR , hvor R betegner C^-alkyl, C_ _-cycloalkyl, C. 7-alkylcycloalkyl, propinyl eller cyclo- *3"/ **“' g g 5 hexenyl, eller -CH^-OR , hvor R betegner C1_.-alkyl, Λ| Μ Μ Λ A Λ I R° betegner OH, H, -OR , hvor R u betegner forgrenet 9 9 C^^-alkyl eller Cg.g-cycloalkyl eller -CHg-OR , hvor R har den tidligere angivne betydning, cykliseres med giyoxylsyre til dannelse af den tilsvarende 1,2,3,4- 10 tetrahydrocarbolinforbindelse, at 1,2,3,4-tetrahydrocarbolinforbindel- sen dehydrogeneres til dannelse af den tilsvarende p-carbolin-3-carfo- 5' 6' oxy I syreester, og at der, når R eller R betegner OH, eventuelt foretages en etherificering af hydroxygruppen ved omsætning med en forbindelse med den almene formel III 15 RX (III) hvor R betegner C^_4-alkyl, Cg^-cycloalkyl, C4_y-alkylcycloalkyl, propinyl eller cyclohexenyl, og X betegner chlor eller brom. 20
6. Farmaceutisk præparat, kendetegnet ved, at det indeholder en forbindelse ifølge krav 1 iblandet eller i forbindelse med et farmaceutisk acceptabelt bærermateriale. 25 30 35