EP0758239A1 - Verwendung von xanthinderivaten zur reduktion der pathologischen hyperreagibilität eosinophiler granulozyten, neue xanthinverbindungen und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Verwendung von xanthinderivaten zur reduktion der pathologischen hyperreagibilität eosinophiler granulozyten, neue xanthinverbindungen und verfahren zu deren herstellung

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Publication number
EP0758239A1
EP0758239A1 EP95912260A EP95912260A EP0758239A1 EP 0758239 A1 EP0758239 A1 EP 0758239A1 EP 95912260 A EP95912260 A EP 95912260A EP 95912260 A EP95912260 A EP 95912260A EP 0758239 A1 EP0758239 A1 EP 0758239A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
formula
compound
methyl
group
xanthine
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP95912260A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Gebert
Hiristo Anagnostopulos
Claus Kroegel
Alexander Kapp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Hoechst AG filed Critical Hoechst AG
Publication of EP0758239A1 publication Critical patent/EP0758239A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
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    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00—Drugs for immunological or allergic disorders
    • A61P37/08—Antiallergic agents

Definitions

  • xanthine derivatives to reduce the pathological hyperreactivity of eosinophilic granulocytes, new xanthine compounds and processes for their preparation.
  • the present invention relates to the use of tertiary 1- (hydroxyalkyl) -3-alkylxanthines for the production of medicaments for the treatment of diseases which are associated with a pathologically increased reactivity of eosinophilic granulocytes, new xanthine compounds with the aforementioned substitution pattern and processes for their preparation.
  • the hyper-reactive eosinophilic granulocyte is at the center of the pathogenesis of certain pulmonary, cardiac and cutaneous diseases, which are primarily to be assigned to the atopic form.
  • the atopic form includes diseases with allergic diathesis, which are caused by exogenous, non-infectious substances (environmental allergens) on the basis of a specifically changed immunity situation.
  • allergic diseases can affect all essential organ systems of the human body and manifest themselves in a variety of different clinical pictures such as arthalgia, asthma, erythema exudative multiforme, enteritis, nephritis, rhinitis or va
  • IgE immunoglobulin E
  • type I allergies dominate in the form of anaphylaxis, allergic bronchial asthma, allergic rhinitis and conjunctivitis, allergic urticaria, allergic Gastroenteritis and atopic dermatitis.
  • substances from the natural environment e.g. grass pollen, spores, house dust and mites, animal hair or food
  • an immediate-type hypersensitivity mediated by atopic antibodies (reagents).
  • the incidence rate is currently around 10% of the population (Pschyrembel, Klinisches Wörterbuch, Walter de Gruyter-Verlag, 255th edition, 1986, page 148) with a continuously increasing prevalence, particularly in the industrialized countries.
  • chronic inflammation is the focus of the pathogenetic process, in which a large number of immune-competent cells are involved in the release of pro-inflammatory mediators. It is assumed that mainly basophilic granulocytes and mast cells are involved in the acute phase of the inflammation, the so-called early phase or immediate reaction, while for the chronic symptoms with progressive tissue loss and loss of function in the late phase reaction, eosinophilic granulocytes and possibly also neutrophils play the main role (Münch. med. Wschr. (1993) 135/5: 52).
  • Basophilic granulocytes and mast cells also known as histaminocytes, start after activation by binding IgE produced in B lymphocytes specific high-affinity receptors on the cell surface and subsequent cross-linking of the bound IgE molecules by the antigen in question not only free histamine but also numerous other inflammatory mediators. These include proteases, lipid mediators such as the platelet activating factor (PAF), prostacilandins and leukotrienes, as well as a wide range of cytokines (Immunopharmaco-Iogy (1994) 27: 1 - 1 1).
  • PAF platelet activating factor
  • prostacilandins and leukotrienes
  • chemotactic properties are attributed to them, which enable them to mobilize other cells involved in the inflammatory process, including the eosinophilic granulocytes responsible for the late phase reaction, which also secrete inflammatory mediators after activation by degranulation, with which the inflammatory process perpetually maintains and whose chronification is initiated.
  • the eosinophilic granulocyte is a highly potent effector cell with pronounced leukocyte-specific properties such as chemotaxis, adherence, phagocytosis, release of granule proteins and the formation and release of lipid mediators and reactive oxygen species, which make their dominant role in the pathogenetic process of the allergic inflammatory reaction understandable (Dt. ⁇ chtblatt (1992) 89/43, A,: 3574-3585).
  • the event after allergen exposure is initiated by recruiting eosinophils from the bone marrow and their targeted invasion into the tissue affected by the antigen, which leads to local eosinophilia with subsequent cell activation.
  • Various immunocompetent cells such as T-type helper cells, macrophages, neutrophils, mast cells and eosinophils themselves, are involved in these pathophysiological processes, which produce and secrete a range of factors responsible for differentiation, proliferation, migration and activation.
  • cytokines such as the eosinophil-selective interleukin-5 (IL-5) formed by the T helper cells, which controls both the differentiation and proliferation and the functional activation of the eosinophilic granulocytes, and the granulocyte / macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) with a pronounced cell-activating effect; as well as the chemotactic factors responsible for migration and activation, such as PAF and leukotriene B 4 (LTB 4 ).
  • IL-5 interleukin-5
  • GM-CSF granulocyte / macrophage colony-stimulating factor
  • chemotactic factors responsible for migration and activation such as PAF and leukotriene B 4 (LTB 4 ).
  • the complement cleavage product C5a also has strong chemotactic and cell-stimulating activity for eosinophils.
  • the activated eosinophilic granulocyte in turn also reacts with mediator synthesis and release in the form of granular proteins, lipid mediators and cytotoxic oxygen metabolites.
  • the pro-inflammatory lipid mediators include in particular leukotriene C 4 (LTC 4 ), thromboxane A 2 (TXA 2 ) and again PAF, which increase vascular permeability, cause vasoconstriction and obstruction of the bronchi and stimulate mucus production (pharmacy in our time (pharmacy in our time ( 1992) 21/2: 61-70).
  • the eosinophilic peroxidase (EPO) impress with an enzymatic effect and above all the non-enzymatic, basic proteins that are particularly relevant for the destructive processes, such as the major basic protein (MBP), the eosinophil cationic protein (ECP) and the eosinophil Derived Neurotoxin / Eosinophil Protein X (EDN / EPX).
  • MBP major basic protein
  • ECP eosinophil cationic protein
  • EDN / EPX eosinophil Derived Neurotoxin / Eosinophil Protein X
  • Their diverse biological properties focus on cytotoxic effects on a broad spectrum of cells, ranging from parasites to bronchial epithelial cells, nerve cells, cardiac muscle cells and tumor cells. Together with the secreted reactive oxygen metabolites, they therefore make a decisive contribution to tissue destruction with progressive loss of function in areas of allergic inflammatory reactions.
  • the highly toxic protein mediators are also of great diagnostic importance, since in patients with diseases of the atopic form, in particular increased ECP concentrations in the serum and in other body fluids, such as bronchoalveolar lavage, sputum and nasal secretions, but also deposits of these proteins in the affected tissues as a sign of previous eosinophil activation, whereby the ECP serum levels correlate significantly with the severity of the disease, so that this parameter appears to be suitable both for objectifying the disease activity and for assessing the success of treatment after therapeutic intervention (therapy week (1991) 41 / 45: 2946-2947).
  • 1,3-dialkylxanthines of the formula f having a tertiary hydroxyl function in the 1-position alkyl radical meet the abovementioned requirements for a therapeutic agent which is suitable for the treatment of diseases of the atopic form.
  • xanthine compounds which, because of their phosphodiesterase inhibitory activity, have bronchospasmolytic activity and are therefore suitable for the prophylaxis and symptomatic treatment of acute bronchospasm induced by mediators in the context of the asthmatic early reaction, but do not allow curative therapy of atopic diseases since they cause the basic suffering , leave the eosinophil-mediated, chronic inflammatory process of the late phase reaction unaffected.
  • the most prominent representative of this group of substances is theophylline.
  • the compounds of the formula I at the level of the cellular mediators relevant to the course of the disease show that they inhibit the early-phase reactions and in the late-phase reaction not only inhibit the recruitment of eosinophils, but also reduce their pathological hyper-responsiveness in the target tissue and thus that in the center of the selectively switch off chronic effector functions of this highly potent inflammatory cell during the chronic disease process.
  • the 1,3-trialkylated xanthines pentoxifylline (3,7-dimethyl-1- (5-oxohexyl) -xanthine), propentofylline (3-methyl-1- (5-oxohexyl-7- propylxanthine) and torbafylline (7-ethoxymethyl-1- (5-hydroxy-5-methylhexyl) -3-methylxanthine) for the topical treatment of psoriasis and atopic dermatitis, but without any indication that 1.) these xanthine derivatives are also suggested non-topical application are effective or 2.) can also be used topically or non-topically against other diseases of the atopic form.
  • the invention thus relates to the use of at least one compound of the formula I.
  • R 1 represents a methyl or ethyl group
  • R 2 for an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms
  • X represents a hydrogen atom or a hydroxyl group and n represents an integer from 1 to 5, for the manufacture of medicaments for reducing the pathological hyperreactivity of eosinophilic granulocytes.
  • the compound of formula I is particularly suitable for the prophylaxis and treatment of atopic diseases such as anaphylaxis, allergic bronchial asthma, allergic rhinitis and conjunctivitis, allergic urticaria, allergic gastroenteritis or atopic dermatitis.
  • n are an integer from 3 to 5.
  • the invention further relates to new compounds of formula I, and / or a physiologically tolerable salt of the compound of formula I and / or a stereoisomeric form of the compound of formula I, wherein
  • R 1 is methyl or ethyl
  • R 2 alkyl with 1 to 4 carbon atoms
  • X is a hydrogen atom or hydroxy group and n is an integer from 1 to 5
  • R 1 is methyl
  • R 2 is methyl or ethyl
  • X is hydrogen and n is an integer from 1 to 5
  • R 2 is not methyl when n represents the number 4.
  • the invention further relates to an analogous process for the preparation of the new compounds of the formula I, the embodiments of which are described in principle in WO 87/00523. Thereafter, the procedure is advantageously such that a 3,7-disubstituted xanthine derivative of the formula II
  • R 2 is an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms and R a is an easily eliminable one
  • Leaving group for example the hydrolytically removable meth, eth, prop or butoxymethyl radical or the reductively removable benzyl or
  • Diphenylmethyl group with unsubstituted or substituted phenyl rings mean, advantageously in the presence of a basic condensing agent or in the form of its salts a) with an alkylating agent of the formula III,
  • R 1 , X and n have the meanings given above and Z represents halogen, preferably chlorine, bromine or iodine, or a sulfonic acid ester or phosphoric acid ester group, to give a 1,3,7-trisubstituted xanthine of the formula IV
  • R 1 , R 2 , R a , X and n have the meanings defined above, or alternatively in the event that X is hydrogen,
  • n and Z have the meanings given above
  • a 1,3,7-trisubstituted xanthine of the formula VI implements this with a methyl or ethyl metal compound (R 1 -M), preferably methyl or ethyl lithium (R 1 - i) or the corresponding Grignard compounds (R 1 -MgHal), with reductive alkylation of the carbonyl group in one 1, 3,7-trisubstituted xanthine of formula VII
  • the tertiary alcohols of the formula III can be obtained by organometallic synthesis by the sterically unhindered halogen ketones of the formula Hal- (CH 2 ) n -CO-CH 2 X in a so-called build-up reaction with reductive alkylation of the carbonyl group with alkyl metal compounds R 1 -M, in which M means metal, primarily magnesium, zinc or lithium, for example in the form of the alkylmagnesiumhalogen.de R 1 -MgHal (Grignard compounds) or the alkyl lithium compounds R -Li under customary conditions.
  • w-hydroxycarboxylic acid esters can be used with or without protection of the hydroxy group, for example in the form of tetrahydropyranyl (2) or methoxymethyl ether or, if appropriate, also lac-tones as cyclic esters, with methyl metal compounds in diols convert, from which active alkylating agents of the formula III are obtained by selective esterification of the primary hydroxyl function with sulfonic acid or phosphoric acid halides or anhydrides.
  • the reaction of the disubstituted xanthine derivatives of the formula II with the alkylating agents in question of the formula III, V or VIII usually takes place in a distribution or solvent which is inert to the reactants.
  • Dipolar, aprotic solvents for example formamide, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, tetramethylurea, hexamethylphosphoric triamide, dimethyl sulfoxide, acetone or butanone in question; but it can also alcohols, such as methanol, ethylene glycol and its mono- or di (C 1 -C 4 ) alkyl ether, ethanol, propanol, isopropanol and the various butanols; Hydrocarbons such as benzene, toluene or xylenes; halogenated hydrocarbons such as dichloromethane or chloroform; Pyridine and mixtures of the solvents mentioned or their mixtures with water are used.
  • the alkylation reactions are advantageously carried out in the presence of a basic condensing agent.
  • a basic condensing agent for example, alkali or alkaline earth metal hydroxides, carbonates, hydrides, alcoholates and organic bases, such as trialkylamines, for.
  • the xanthine derivatives can also be used directly in the form of their separately prepared salts, for example the alkali metal, alkaline earth metal or optionally substituted ammonium or phosphonium salts.
  • the disubstituted xanthine compounds can be used both in the presence of the aforementioned inorganic condensing agents and in the form of their alkali metal or alkaline earth metal salts with the aid of so-called phase transfer catalysts, for example tertiary amines, quaternary ammonium or phosphonium salts or also crown ethers, preferably in a two-phase system under the conditions of one Phase transfer catalysis, alkylate conveniently.
  • phase transfer catalysts for example tertiary amines, quaternary ammonium or phosphonium salts or also crown ethers, preferably in a two-phase system under the conditions of one Phase transfer catalysis, alkylate conveniently.
  • phase transfer catalysts include tetra (C 1 -C 4 ) alkyl and methyltrioctylammonium and phosphonium, methyl, myristyl, phenyl and benzyltri (C 1 -C 4 ) alkyl and cetyltrimethylammonium - and (C j -C ⁇ alkyl and benzyl triphenylphosphonium salts, where as a rule those compounds which have the larger and more symmetrically constructed cation, prove to be more effective.
  • reaction temperature between 0 ° C and the boiling point of the reaction medium used in each case, preferably between 20 ° and 130 ° C, optionally at elevated or reduced pressure, but usually at atmospheric pressure, the reaction time being from less than one hour to several hours.
  • the organometallic reactions of the xanthines VI or IX functionalized in the 1-residue radical are in principle carried out in the same manner as described for the preparation of the tertiary alcohols used as alkylating agents according to formula III.
  • the reductive alkylation of the ketones VI or the esters IX can be carried out, for example, with alkyl potassium, sodium, lithium, magnesium, zinc, cadmium, aluminum and tin compounds.
  • alkyl titanium and zirconium compounds D. Seebach et al., Angew. Chem. 95 (1983), pp. 12-26
  • the alkyl metal compounds of sodium and potassium tend to undergo side reactions due to their high reactivity and those of zinc and cadmium are relatively inert, the alkyl lithium and magnesium (Grignard) compounds are usually preferred.
  • the strongly nucleophilic organometallic compounds are very sensitive to hydrolysis and oxidation. Safe handling therefore requires working in an anhydrous medium, possibly under a protective gas atmosphere.
  • Usual solvents or distributing agents are primarily those which are also suitable for the production of the alkyl metal compounds.
  • Such as come especially ethers with one or more ether oxygen atoms for example diethyl, dipropyl, dibutyl or diisoamyl ether, 1, 2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, dioxane, tetrahydropyran, furan and anisole, and aliphatic or aromatic hydrocarbons, such as petroleum ether, cyclohexane , Benzene.
  • the ketone or ester and organometallic compound are usually combined at temperatures between -20 ° and 100 ° C, preferably between 0 ° and 60 ° or at room temperature without external cooling, the alkyl metal compound usually being used in a slight excess.
  • the reaction is then usually ended by briefly heating under reflux, for which periods of time from a few minutes to a few hours are usually sufficient.
  • the alkanolate formed is preferably decomposed using aqueous ammonium chloride solution or dilute acetic acid.
  • the removal of the leaving group R a from the compounds of the formulas IV, VII and X to form the xanthines of the formula I according to the invention is carried out under standard conditions, which were developed primarily in the context of the protective group technique in alkaloid and peptide syntheses and are therefore assumed to be largely known can be.
  • the benzyl or diphenylmethyl group optionally substituted in the phenyl ring is preferably reductively split off. In addition to the chemical reduction, in particular of the benzyl compounds with sodium in liquid ammonia, this is preferred.
  • a lower alcohol is usually used as the reaction medium, optionally with the addition of formic acid or ammonia; an aprotic solvent such as dimethylformamide or especially glacial acetic acid; but also theirs Mixtures with water can be used.
  • Suitable hydrogenation catalysts are primarily palladium black and palladium on activated carbon or barium sulfate, while other noble metals such as platinum, rhodium and ruthenium often give rise to side reactions due to competing core hydrogenation and can therefore only be used to a limited extent.
  • the hydrogenolysis is expediently carried out at temperatures between 20.degree. And 100.degree. C. and under atmospheric pressure or preferably slightly elevated pressure up to about 10 bar, reaction times of a few minutes to several hours being generally required.
  • the 1, 3,7-trisubstituted xanthines of the formulas IV, VII and X, which carry an alkoxymethyl group in the position of R a are O, N-acetals and can therefore be easily unmasked under the usual conditions of acid hydrolysis.
  • Preferred radicals are, for example, the methoxy, ethoxy, propoxy and butoxymethyl group.
  • the reaction is advantageously carried out with heating in dilute mineral acids, such as hydrochloric or sulfuric acid, optionally with the addition of glacial acetic acid, dioxane, tetrahydrofuran or a lower alcohol as a solubilizer.
  • Perchloric acid or organic acids such as trifluoroacetic, formic and acetic acid, may also be used in conjunction with catalytic amounts of mineral acids.
  • the ether group can also be cleaved with the aid of Lewis acids, such as zinc bromide and titanium tetrachloride, in an anhydrous medium, preferably in dichloromethane or chloroform.
  • Lewis acids such as zinc bromide and titanium tetrachloride
  • the compounds of formula I can be deprotonated in position 7 and therefore form salts and solvates with basic agents.
  • the pharmaceutically acceptable t Mkali- and alkaline earth metal salts unc the salts and solvates with organic bases, for example ethylenediamine or the basic ones Amino acids lysine, ornithine and arginine.
  • the invention thus also relates to pharmacologically acceptable salts and / or solvates of 1,3-dialkylxanthines according to formula I.
  • the tertiary 1- (hydroxyalkyl) -3-alkylxanthine3 of the formula I have an asymmetric carbon atom if X is hydroxy or X is hydrogen and R 1 is ethyl. These compounds can thus exist in stereoisomeric forms. The invention therefore relates to both the pure stereoisomeric compounds and their mixtures.
  • novel xanthine compounds of the formula I according to the invention are outstandingly suitable for use as active ingredients in medicaments, in particular those which provide effective prophylactic and curative treatment of diseases caused by pathological eosinophil hyperreactivity, such as those of the atopic type , enable and thus represent a significant enrichment of the pharmaceutical treasure. They can be administered either on their own, for example in the form of microcapsules, in mixtures with one another or in combination with suitable carriers.
  • the invention consequently also relates to medicaments which contain at least one compound of the formula I as active ingredient, with the exception of 1- (5-hydroxy-5-methylhexyl) -3-methylxanthine.
  • Another aspect of the present invention which relates to all compounds falling under formula I, is the production of pharmaceutical preparations for oral, rectal, topical, parenteral or inhalative administration in the case of diseases with pathologically increased reactivity of the eosinophilic granulocytes.
  • Suitable solid or liquid pharmaceutical preparation forms are, for example, granules, powders, tablets, dragées (micro) capsules, suppositories, syrups, emulsions, suspensions, lotions, creams, Ointments, gels, aerosols, drops or injectable solutions in ampoule form as well as preparations with a protracted active ingredient release, in the production of which usually auxiliaries, such as carriers, explosives, binders, coatings, swelling agents, lubricants or flavorings, sweeteners or Solubilizers, find use. As commonly used auxiliaries such. B.
  • magnesium carbonate titanium dioxide, lactose, mannitol and other sugars, talc, milk protein, gelatin, starch, vitamins, cellulose and their derivatives, animal and vegetable oils, polyethylene glycols and solvents such as sterile water, alcohols, glycerol and polyhydric alcohols.
  • the pharmaceutical preparations are preferably produced and administered in dosage units, each unit containing as active ingredient a certain dose of a compound of the formula I.
  • this dose can be up to 1000 mg, but preferably 100 to 600 mg, and in the case of injection solutions in ampoule form up to 300 mg, but preferably 20 to 200 mg.
  • daily doses of 100 to 2000 mg of active ingredient, preferably 300 to 900 mg, with oral administration and from 10 to 500 mg, preferably 20 to 200 mg, for intravenous application indicated. Under certain circumstances, however, higher or lower daily doses may also be appropriate.
  • the daily dose can be administered either by single administration in the form of a single dosage unit or else several smaller dosage units, or by multiple administration of divided doses at certain intervals.
  • the xanthine derivatives of the formula I in the preparation of the abovementioned pharmaceutical preparation forms - if he f orderlich - together with other suitable active compounds, for example, Ant; histamines, Anticholinergics, ß 2 mimetics, phosphodiesterase, phospholipase A 2 and lipoxygenase inhibitors, PAF and leukotriene antagonists, corticosteroids, cromoglicic acid, nedocromil and cyclosporin A can be formulated.
  • suitable active compounds for example, Ant; histamines, Anticholinergics, ß 2 mimetics, phosphodiesterase, phospholipase A 2 and lipoxygenase inhibitors, PAF and leukotriene antagonists, corticosteroids, cromoglicic acid, nedocromil and cyclosporin A can be formulated.
  • the compound could also be prepared in an analogous manner from methyl or ethyl chloroacetate with twice the molar amount of methyl magnesium chloride in yields of around 60% of theory.
  • the compound could also be prepared by first treating 7-benzyl-3-methylxanthine with 1-chloro-2-propanone or methyl or ethyl chloroacetate under the reaction conditions described above to give 7-benzyl-3-methyl-1- (2- oxopropyl) xanthine or 7-benzyl-1-meth (or eth) oxycarbonylmethyl-3-methylxanthine and then reductively methylated the oxopropyl or alkoxycarbonylmethyl side chain with methyl magnesium chloride in anhydrous diethyl ether analogous to step a).
  • the compound was prepared from methylmagnesium iodide and 1-chloro-3-butanone (obtainable by addition of hydrogen chloride to methyl vinyl ketone in diethyl ether) or from methylmagnesium chloride and ethyl 3-chloropropionate in dichloromethane as the reaction medium analogously to Example 1a). Yield: 60 - 70% of theory
  • Example 2a 7-benzyl-3-ethylxanthine (Example 2a) and 1-chloro-3-hydroxy-3-methylbutane (Example 3a). Yield: 71.8% of theory
  • Example 1 b converted to 7-benzyl-1- (4,4-ethylenedioxypentyl) -3-methylxanthine, which was subjected to ketal cleavage by further refluxing in 600 ml of 1N hydrochloric acid for 2 hours without further purification.
  • ketoildete was taken up after neutralization of the mixture with concentrated sodium hydroxide solution in chloroform and the chloroform extract was washed with water, dried over sodium sulfate and evaporated to dryness under reduced pressure. Yield: 50.4 g (98.7% of theory)
  • 19.7 g (0.05 mol) of the xanthine compound in a mixture of 300 ml of 1 N hydrochloric acid and 30 ml of glacial acetic acid were heated to 70 ° C.
  • Example 1 3-Ethyl-1- (5-hydroxy-5-methylheptyl) xanthine
  • Example 12 the reaction sequence was carried out with 7-benzyl-3-ethylxanthine from Example 2a), the hydrogenolytic debenzylation using ammonium formate being carried out analogously to Example 10. Yield: 72.4% of theory
  • the inhibitory effect of the compounds according to formula I on the pro-inflammatory early-phase mediators histamine, PAF and leukotriene D (LTD 4 ) was investigated on isolated segments of the respiratory tract organs of albino guinea pigs, the inhibition of the contractions which can be triggered with these mediators serving as measurement parameters.
  • the trachea was broken down into its rings, of which 5 were tracheal rings
  • the lung was cut longitudinally into 2 to 3 strips, which were followed as described above.
  • the tensile load was 1 g and the contraction was triggered with PAF or LTD 4 at a bath concentration of 10 '9 or 10 "8 g / ml.
  • Anti-constrictive compound (IC 50 in g / ml)
  • the experiment was carried out 20 days later using the method of Konzett and Rössler (Arch. Exp. Path. And Pharmak. (1940) 195: 75).
  • the animals were anesthetized with pentobarbital, artificially ventilated, treated with alcuronium chloride to switch off spontaneous breathing and divided into groups of 6 animals each.
  • Intravenous administration of ovalbumin as an antigen at a dose of 1 mg / kg triggered a long-lasting asthma attack as a result of an acute bronchospasm induced by mediators during the early asthmatic reaction, the intensity of which was quantified by the contraction level in the thoracogram.
  • test preparations were also administered intravenously 15 minutes before the antigen challenge.
  • the animals in the control group received pure 0.9% saline instead.
  • the number of Animals of the respective group were determined in which the asthma reaction of the control animals was reduced by at least 40%. The results are shown in Table 3.
  • the inhibitory effect of the xanthines according to formula I on the activatability of human eosinophilic granulocytes by the late-phase mediators IL-5, GM-CSF, C5a and PAF was investigated with the help of the lucigenin-dependent chemiluminescence (CL) reaction.
  • Torbafylline 0/6 0 0/6 0 For this purpose, purified eosinophils were obtained from venous human blood by known methods (Arch. Dermatol. Res. (1987) 279: 470-477 and J. Invest. Dermatol. (1986) 86: 523-528), with the test substances in the concentration of 100 ⁇ M or with pure water (positive control (A)) pretreated for 10 minutes at 37 ° C and then with IL-5 (10 2 U / ml), GM-CSF (10 3 U / ml), C5a (10 "7 M) or PAF (10 * 6 M) activated or water was added to determine the basal activity (B) The CL reaction was monitored for 30 minutes at 37 ° C. The residual activity of the cells pretreated with the test substances was determined in Percent of that of the positive control calculated according to the following formula:
  • Cells, CL A describe the activity after stimulation of the cells pretreated with water and CL B the basal activity of unstimulated cells pretreated with water.
  • the compound from preparation example 7 caused a significant reduction (p ⁇ 0.01) in the number of eosinophils (34.9 4.8%; x SD) that had migrated into the peritoneal space compared to the control animals (42.2 5.8% ).
  • the eosinophils of the treated animals showed a significant reduction (p ⁇ 0.05) of the chemotactic migration triggered by PAF or C5a compared to that of the control animals; the initial phase ( ⁇ 10s) of actin polymerization induced with PAF (10 nM) was also significantly reduced.

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Abstract

Tertiäre 1-(Hydroxyalkyl)-4-alkylxanthine eignen sich zur Herstellung von Arzneimitteln zur Behandlung von Erkrankungen, die mit einer pathologisch gesteigerten Reagibilität eosinophiler Granulozyten verbunden ist. Es werden neue Xanthinderivaten beschrieben und Verfahren zu deren Herstellung.

Description

Beschreibung
Verwendung von Xanthinderivaten zur Reduktion der pathologischen Hyperreagibilität eosinophiler Granulozyten, neue Xanthinverbindungen und Verfahren zu deren Herstellung.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von tertiären 1-(Hydroxyalkyl)-3- alkylxanthinen zur Herstellung von Arzneimitteln für die Behandlung von Erkrankungen, die mit einer pathologisch gesteigerten Reagibilität eosinophiler Granulozyten einhergehen, neue Xanthinverbindungen mit vorgenanntem Substitutionsmuster und Verfahren zu deren Herstellung.
Der hyperreaktive eosinophile Granulozyt steht im Mittelpunkt der Pathogenese bestimmter pulmonaler, kardialer und kutaner Erkrankungen, die vornehmlich dem atopischen Formenkreis zuzuordnen sind.
Der atopische Formenkreis faßt Erkrankungen mit allergischer Diathese zusammen, die auf dem Boden einer spezifisch geänderten Immunitätslage durch exogene, nicht-infektiöse Stoffe (Umweltallergene) hervorgerufen werden. Allergische Erkankungen können prinzipiell alle wesentlichen Organsysteme des menschlichen Körpers betreffen und manifestieren sich in einer Vielzahl unterschiedlicher Krankheitsbilder wie Arthalgien, Asthma, Erythema exsudativum multiforme, Enteritis, Nephritis, Rhinitis oder Vaskulitis (Wien Klin Wochenschr (1993) 105/23: 661 - 668).
In der klinischen Praxis dominieren die Immunglobulin-E (IgE)-vermittelten Immunreaktionen (Typ-I-Allergien) in Form von Anaphylaxie, allergischem Asthma bronchiale, allergischer Rhinitis und Konjunktivitis, allergischer Urtikaria, allergischer Gastroenteritis und atopischer Dermatitis. Dabei scheint für die Bereitschaft, gegenüber Substanzen aus der natürlichen Umwelt (z. B. Gräserpollen, Sporen, Hausstaub und -milben, Tierhaare oder Nahrungsmittel) mit einer durch atopische Antikörper (Reagine) vermittelten Überempfindlichkeit vom Soforttyp zu reagieren, eine genetische Prädisposition vorzuliegen. Die Inzidenzrate beträgt derzeit etwa 10 % der Bevölkerung (Pschyrembel, Klinisches Wörterbuch, Walter de Gruyter- Verlag, 255. Auflage, 1986, Seite 148) mit kontinuierlich steigender Prävalenz insbesondere in den industrialisierten Ländern.
Besorgniserregend ist der Befund, daß die weltweite Morbiditätszunahme trotz intensiver Bemühungen um Verbesserung der Diagnose- und Therapiemöglichkeiten auch mit einem Mortalitätsanstieg beispielsweise bei Asthma bronchiale verknüpft ist (Deutsche Apotheker Zeitung (1993) 133/18: 1635 - 1636). Damit ist Asthma - gekennzeichnet durch entzündliche Prozesse mit progredient verlaufender, irreversibler Schädigung der Atmungswege - die einzige chronische Erkrankung in den industrialisierten Staaten, bei der infolge inadäquater Therapie die Zahl der Todesfälle ansteigt (Therapiewoche (1993) 43/7: 340 - 341 ).
Nach heutigem Wissensstand steht die chronisch verlaufende Entzündung im Mittelpunkt des pathogenetischen Prozesses, an dem eine Vielzahl immunkompetenter Zellen mit der Freisetzung pro-inflammatorischer Mediatoren beteiligt ist. Dabei wird davon ausgegangen, daß an der akuten Phase der Entzündung, der sogenannten Frühphase- oder Sofort-Reaktion, vornehmlich basophile Granulozyten und Mastzellen involviert sind, während für die chronische Symptomatik mit fortschreitendem Gewebeuntergang und Funktionsverlust in der Spätphase-Reaktion eosinophile Granulozyten und möglicherweise auch neutrophile Granulozyten die Hauptrolle spielen (Münch. med. Wschr. (1993) 135/5: 52).
Basophile Granulozyten und Mastzellen, auch als Histaminozyten bekannt, setzen nach Aktivierung durch Bindung von in B-Lymphozyten produziertem IgE an spezifische hoch-affine Rezeptoren auf der Zelloberfläche und anschließende Quervernetzung der gebundenen IgE-Moleküle durch das betreffende Antigen nicht nur Histamin, sondern auch zahlreiche andere inflammatorische Mediatoren frei. Hierzu gehören Proteasen, Lipidmediatoren, wie der Platelet Activating Factor (PAF), Prostacilandine und Leukotriene, sowie ein breites Spektrum von Cytokinen (Immunopharmaco-Iogy (1994) 27: 1 - 1 1 ).
Diese Mediatoren wirken großenteils vaso- und bronchokonstriktorisch, steigern die Schleimsekretion und greifen in die Hämostaseregulation ein. Darüber hinaus werden ihnen chemotaktische Eigenschaften zugeschrieben, die sie befähigen, weitere am Entzündungsgeschehen beteiligte Zellen, unter anderem auch die für die Spätphase-Reaktion verantwortlichen eosinophilen Granulozyten, zu mobilisieren, die nach Aktivierung durch Degranulation ebenfalls inflammatorische Mediatoren sezernieren, womit der Entzündungsprozeß perpetuell unterhalten und dessen Chronifizierung eingeleitet wird.
Der eosinophile Granulozyt stellt eine hochpotente Effektorzelle mit ausgeprägten Leukozyten-spezifischen Eigenschaften, wie Chemotaxis, Adhärenz, Phagozytose, Freisetzung von Granulaproteinen sowie Bildung und Ausschüttung von Lipidmediatoren und reaktiven Sauerstoff-Spezies, dar, die ihre dominierende Rolle im pathogenetischen Prozeß der allergischen Entzündungsreaktion verständlich machen (Dt. Ärzteblatt (1992) 89/43, A, : 3574-3585).
Eingeleitet wird das Geschehen nach Allergen-Exposition durch Rekrutierung von Eosinophilen aus dem Knochenmark und deren zielgerichtete Invasion in das vom Antigen betroffenen Gewebe, die zu einer lokalen Eosinophiiie mit anschließender Zellaktivierung führt. An diesen pathophysiologischen Vorgängen sind verschiedene immunkompetente Zellen, wie T-Helferzellen von Th -Typ, Makrophagen, Neutrophile, Mastzelien und Eosinophile selbst, beteiligt, die eine Reihe für Differenzierung, Proliferation, Migration und Aktivierung zuständiger Faktoren produzieren und sezernieren. Hierzu gehören die immunmodulierenden Cytokine, wie das von den T-Helferzellen gebildete Eosinophilen-selektive lnterleukin-5 (IL-5), das sowohl die Differenzierung und Proliferation als auch die funktioneile Aktivierung der eosinophilen Granulozyten steuert, und der Granulozyten/Makrophagen-koloniestimulierende Faktor (GM-CSF) mit ausgeprägter zellaktivierender Wirkung; sowie die gleichzeitig für Migration und Aktivierung verantwortlichen chemotaktischen Faktoren, wie PAF und Leukotrien B4 (LTB4).
Unabgängig davon besitzt auch das Komplement-Spaltprodukt C5a starke chemotaktische und zellstimulierende Aktivität für Eosinophile.
Der aktivierte eosinophile Granulozyt reagiert seinerseits ebenfalls mit Mediatorensynthese und -freisetzung in Form von granulären Proteinen, Lipidmediatoren und zytotoxischen Sauerstoff-Metaboliten.
Zu den pro-inflammatorischen Lipidmediatoren gehören insbesondere Leukotrien C4 (LTC4), Thromboxan A2 (TXA2) und wiederum PAF, die die Gefäßpermeabilität steigern, Vasokonstriktion und Obstruktion der Bronchien hervorrufen und die Mukus-Produktion anregen (Pharmazie in unserer Zeit (1992) 21/2: 61 - 70). Unter den Proteinmediatoren imponieren die Eosinophile Peroxidase (EPO) mit enzymatischer Wirkung und vor allem die für die destruktiven Vorgänge besonders relevanten nicht-enzymatischen, basischen Proteine, wie das Major Basic Protein (MBP), das Eosinophil Cationic Protein (ECP) und das Eosinophil-Derived Neurotoxin/Eosinophil Protein X (EDN/EPX). Im Vordergrund ihrer vielfältigen biologischen Eigenschaften stehen zytotoxische Effekte auf ein breites Spektrum von Zellen, das von Parasiten über Bronchialepithelzellen, Nervenzellen, Herzmuskelzellen bis hin zu Tumorzellen reicht. Zusammen mit den sezernierten reaktiven Sauerstoff-Metaboliten tragen sie daher entscheidend zur Gewebezerstörung mit progressivem Funktionsverlust in Bereichen allergischer Entzündungsreaktionen bei.
Darüber hinaus stimulieren sie auch die Histaminfreisetzung aus Mastzellen und lösen damit im Sinne eines Circulus vitiosus wieder neue Frühphase-Attacken aus. Den hochtoxischen Proteinmediatoren kommt außerdem große diagnostische Bedeutung zu, da sich bei Patienten mit Erkrankungen des atopischen Formenkreises insbesondere erhöhte ECP-Konzentrationen im Serum und in anderen Körperflüssigkeiten, wie der bronchoalveolären Lavage, dem Sputum und Nasensekret, aber auch Ablagerungen dieser Proteine in den betroffenen Geweben als Zeichen der vorangegangenen Eosinophilen-Aktivierung nachweisen lassen, wobei die ECP-Serumspiegel signifikant mit dem Schweregrad der Erkrankung korrelieren, so daß dieser Parameter sowohl zur Objektivierung der Krankheitsaktivität als auch zur Beurteilung des Behandlungserfolges nach therapeutischer Intervention geeignet erscheint (Therapiewoche (1991 ) 41 /45: 2946 - 2947).
Die beschriebenen pathogenetischen Zusammenhänge bei Erkrankungen des atopischen Formenkreises machen deutlich, daß der im Mittelpunkt stehende allergische Entzündungsprozeß mit seiner Früh- und Spätphase-Reaktion Folge eines komplexen Zusammenspiels von Immunzellen und deren inflammatorischen Mediatoren ist, und daß therapeutische Fortschritte nur von einem multifunktionellen Arzneistoff zu erwarten sind, der sowohl die Mediatoren der Sofortreaktion blockiert als auch die Rekrutierung und vor allem die Aktivierung der Eosinophilen in der chronisch verlaufenden Spätphasereaktion nachhaltig zu hemmen vermag (Pharmazeutische Zeitung (1992) 137/5: 249 - 258; Agents and Actions (1991 ) 32/1 + 2: 24 - 33).
Überraschend wurde nun gefunden, daß 1 ,3-Dialkylxanthine der Formel f mit tertiärer Hydroxylfunktion im 1 -ständigen Alkylrest die voranstehend genannten Anforderungen an ein für die Behandlung von Erkrankungen des atopischen Formenkreises geeignetes Therapeutikum erfüllen.
1-(5-Hydroxy-5-methylhexyl)-3-methylxanthin wird in Druckschrift WO 87/00523 beschrieben. Sie wird dort für die Behandlung von peripheren und cerebralen Durchblutungsstörungen sowie mitochondrialen Mypopathien vorgeschlagen, ohne daß jedoch irgendwelche Hinweise auf ihre Verwendbarkeit zur Reduktion der pathologischen Hyperreagibilität eosinophiler Granulozyten und damit zur Behandlung atopischer Erkrankungen gegeben werden.
Es sind zwar zahlreiche Xanthinverbindungen bekannt, die aufgrund ihrer Phosphodiesterase-Hemmwirkung bronchospasmolytische Aktivität besitzen und sich daher zur Prophylaxe und symptomatischen Behandlung des im Rahmen der asthmatischen Frühreaktion durch Mediatoren induzierten akuten Bronchospasmus eignen, aber eine kurative Therapie atopischer Erkrankungen nicht gestatten, da sie das Grundleiden, den Eosinophilen-vermittelten, chronisch verlaufenden Entzündungsprozeß der Spätphasereaktion unbeeinflußt lassen. Prominentester Vertreter dieser Stoffgruppe ist das Theophyllin.
In jüngerer Zeit ist auch über einige 8-substituierte 1 ,3-Dialkylxanthine (EP 389 286; WO 92/1 1260), 1 ,3,7-Trialkylxanthine (EP 421 587) sowie 7-sulfonylierte 1 ,3-Dialkylxanthine und 1 ,3,7,8-tetrasubstituierte Xanthine (WO 92/11260) berichtet worden, die in einem Tiermodell mit artifiziell induzierter Eosinophilie die Zahl der Eosinophilen im Blut reduzieren sollen. Eine Hemmung des bei atopischen Erkrankungen pathologisch gesteigerten und letztlich den Krankheitsverlauf bestimmenden Funktionszustandes der Eosinophilen, vorrangig in den vom allergischen Entzündungsprozeß betroffenen Geweben, konnte jedoch nicht gezeigt werden, so daß die therapeutische Wertigkeit der beschriebenen Verbindungen nicht belegt ist.
Demgegenüber zeigen die Verbindungen der Formel I auf der Ebene der für das Krankheitsgeschehen relevanten zellulären Mediatoren, daß sie die Frühphasereaktionen inhibieren und im Rahmen der Spätphasereaktion nicht nur die Rekrutierung von Eosinophilen hemmen, sondern auch deren pathologische Hyperreagibilität im Zielgewebe herabsetzen und damit die im Zentrum des chronischen Krankheitsprozesses stehenden Effektorfunktionen dieser hochpotenten Entzündungszelle selektiv ausschalten.
In der Druckschrift EP 544 391 werden die 1 ,3,7-trialkylierten Xanthine Pentoxifyllin (3,7-Dimethyl-1-(5-oxohexyl)-xanthin), Propentofyllin (3-Methyl-1-(5- oxohexyl-7-propylxanthin) und Torbafyllin (7-Ethoxymethyl-1-(5-hydroxy-5- methylhexyl)-3-methylxanthin) für die topische Behandlung von Psoriasis und atopischer Dermatitis vorgeschlagen, jedoch ohne jegliche Hinweise darauf, daß 1.) diese Xanthinderivate auch bei nicht-topischer Anwendung wirksam sind oder 2.) auch gegen andere Erkrankungen des atopischen Formenkreises topisch oder gar nicht-topisch eingesetzt werden können.
Die Erfindung betrifft somit die Verwendung von mindestens einer Verbindung der Formel I
und/oder ein physiologisch verträgliches Salz der Verbindung der Formel I und/oder eine stereoisomere Form der Verbindung der Formel I, wobei
R1 für eine Methyl- oder Ethylgruppe,
R2 für eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen und
X für ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxygruppe stehen und n eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeutet, zur Herstellung von Arzneimitteln für die Reduktion der pathologischen Hyperreagibilität eosinophiler Granulozyten. Die Verbindung der Formel I eignet sich insbesondere zur Prophylaxe und Behandlung atopischer Erkrankungen wie Anaphylaxie, allergischem Asthma bronchiale, allergischer Rhinitis und Konjunktivitis, allergischer Urtikaria, allergischer Gastroenteritis oder atopischer Dermatitis.
Bevorzugt werden dabei solche Verbindungen der Formel I eingesetzt, in denen R2 für eine Methyl- oder Ethylgruppe steht.
Weiterhin bevorzugt ist der Einsatz der Verbindungen der Formel I, bei denen R1 und R2 unabhängig voneinander Methyl oder Ethyl, X Wasserstoffatom oder
Hydroxygruppe und n eine ganze Zahl von 3 bis 5 bedeuten.
Die Verwendung von 1-(5-Hydroxy-5-methylhexyl)-3-methylxanthin ist ganz besonders bevorzugt.
Die Erfindung betrifft ferner neue Verbindungen der Formel I, und/oder ein physiologisch verträgliches Salz der Verbindung der Formel I und/oder eine stereoisomere Form der Verbindung der Formel I, wobei
R1 Methyl- oder Ethyl,
R2 Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen,
X Wasserstoffatom oder Hydroxygruppe und n eine ganze Zahl von 1 bis 5
bedeuten, wobei 1-(5-Hydroxy-5-methylhexyl)-3-methylxanthin ausgenommen ist.
Bevorzugt sind dabei die Verbindungen der Formel I, bei denen R2 für Methyl oder Ethyl steht, wobei R1 und R2 nicht gleichzeitig Methyl bedeuten, wenn X Wasserstoffatom und n die Zahl 4 darstellen. 9
Weiterhin bevorzugt sind auch die Verbindungen der Formel I, bei denen X für Wasserstoffatom steht, wobei R1 und R2 nicht gleichzeitig Methyl bedeuten, wenn n die Zahl 4 darstellt. Besonders bevorzugt sind schließlich solche Verbindungen der Formel I, bei denen
R1 Methyl,
R2 Methyl oder Ethyl,
X Wasserstoffatom und n eine ganze Zahl von 1 bis 5
bedeuten, wobei R2 nicht für Methyl steht, wenn n die Zahl 4 darstellt.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Analogieverfahren zur Herstellung der neuen Verbindungen der Formel I, dessen Ausführungsformen in der WO 87/00523 prinzipiell beschrieben sind. Danach wird vorteilhaft so vorgegangen, daß man ein 3,7-disubstituiertes Xanthinderivat der Formel II,
in der R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen und Ra eine leicht eliminierbare
Abgangsgruppe, beispielsweise den hydrolytisch abspaltbaren Meth-, Eth-, Prop- oder Butoxymethylrest oder die reduktiv entfernbare Benzyl- oder
Diphenylmethylgruppe mit unsubstituierten oder substituierten Phenylringen, bedeuten, zweckmäßig in Gegenwart eines basischen Kondensationsmittels oder in Form seiner Salze a) mit einem Alkylierungsmittel der Formel III,
in der R1, X und n die obengenannten Bedeutungen haben und Z für Halogen, vorzugsweise Chlor, Brom oder Jod, oder eine Sulfonsäureester- oder Phosphorsäureester-Gruppierung steht, zu einem 1 ,3,7-trisubstituierten Xanthin der Formel IV
umsetzt, wobei R1, R2, Ra, X und n die oben definierten Bedeutungen haben, oder alternativ für den Fall, daß X Wasserstoff bedeutet,
b) mit einer Ketoverbindung der Formel V,
H3C-CO-(CH2)n-Z (V)
in der n und Z die obengenannten Bedeutungen haben, zu einem 1 ,3,7-trisubstituierten Xanthin der Formel VI umsetzt, dieses anschließend mit einer Methyl- oder Ethyl-metallverbindung (R1-M), vorzugsweise Methyl- oder Ethyllithium (R1- i) oder den entsprechenden Grignard-Verbindungen (R1-MgHal), unter reduktiver Alkylierung der Carbonylgruppe in ein 1 ,3,7-trisubstituiertes Xanthin der Formel VII
überführt, in der R1, R2, Ra und n die vorgenannten Bedeutungen besitzen,
oder alternativ für den Fall, daß X Wasserstoff und R1 Methyl bedeuten,
c) mit einem Carbonsäureester der Formel VIII,
(CrC4)Alkyl-0-CO-(CH2)n-Z (VIII) in der n und Z die vorgenannten Bedeutungen haben, zu einem 1 ,3,7-trisubstituierten Xanthin der Formel IX
umsetzt, dieses anschließend mit zwei Äquivalenten einer Methyl¬ metallverbindung, vorzugsweise CH3-Li oder CH3-MgHal, unter zweifacher reduktiver Alkylierung der Esterfunktion in ein 1 ,3,7-trisubstituiertes Xanthin der Formel X
umwandelt, wobei R >2 , D Raa und n die obengenannten Bedeutungen haben,
und abschließend durch Eliminierung die Abgangsgruppe Ra aus der Zwischenverbindung der Formel IV, VII oder X das erfindungsgemäße Xanthin der Formel I ciewinnt. Die hierbei als Ausgangsstoffe verwendeten 3,7-disubstituierten Xanthine der Formel II und Alkylierungsmittel der Formel III, V und VIII sind größtenteils bekannt oder lassen sich nach literaturbekannten Methoden (s. z.B. WO 87/00523) leicht herstellen. So können die tertiären Alkohole der Formel III beispielsweise durch metallorganische Synthese erhalten werden, indem man die sterisch nicht gehinderten Halogenketone der Formel Hal-(CH2)n-CO-CH2X in einer sogenannten Aufbaureaktion unter reduktiver Alkylierung der Carbonylgruppe mit Alkyl- metallverbindungen R1-M, worin M Metall, vornehmlich Magnesium, Zink oder Lithium bedeutet, etwa in Form der Alkylmagnesiumhalogen.de R1-MgHal (Grignard-Verbindungen) oder der Alkyllithium-Verbindungen R -Li unter üblichen Bedingungen umsetzt. Eine gleichartige Umsetzung der Halogenketone gemäß Formel Hal-(CH2)n-CO-R1 mit Methylmagnesiumhalogniden oder Methyllithium führt ebenfalls zu Verbindungen der Formel III, bei denen X Wasserstoff bedeutet. Einen bequemen Zugang zu Verbindungen der Formel III, in denen R1 Methyl und X Wasserstoffatom darstellen, bietet auch die Reaktion von w- Halogenalkansäurealkylestern (Hal-(CH2)n-COO-Alkyl) mit zwei Äquivalenten einer Methyl-metall-verbindung, wobei der Ester über das Keton zum tertiären Alkohol unter Einführung zweier Methylreste reagiert. In gleicher Weise lassen sich w-Hydroxycarbonsäureester ohne oder mit Schutz der Hydroxy-Gruppe, beispielsweise in Form der Tetrahydropyranyl-(2)- oder Methoxymethyl-ether oder gegebenenfalls auch der Lac-tone als cyclische Ester, mit Methyl-metall- Verbindungen in Diole überführen, aus denen durch selektive Veresterung der primären Hydroxylfunktion mit Sulfonsäure- oder Phosphorsäurehalogeniden bzw. -anhydriden aktive Alkylierungsmittel der Formel III erhalten werden.
Die Umsetzung der disubstituierten Xanthinderivate der Formel II mit den betreffenden Alkylierungsmitteln der Formel III, V oder VIII erfolgt gewöhnlich in einem gegenüber den Reaktionsteilnehmern inerten Verteilungs- oder Lösungsmittel. Als solche kommen vor allem dipolare, aprotische Solventien, beispielsweise Formamid, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon, Tetramethylharnstoff, Hexamethylphosphorsäuretriamid, Dimethylsulfoxid, Aceton oder Butanon in Frage; es können aber auch Alkohole, wie Methanol, Ethylenglykol und dessen Mono- bzw. Di(C1-C4)alkylether, Ethanol, Propanol, Isopropanol und die verschiedenen Butanole; Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol oder Xylole; halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Dichlormethan oder Chloroform; Pyridin sowie Mischungen der genannten Lösungsmittel oder deren Gemische mit Wasser Verwendung finden.
Die Alkylierungsreaktionen werden zweckmäßig in Gegenwart eines basischen Kondensationsmittels durchgeführt. Hierfür eignen sich beispielsweise Alkali- oder Erdalkalihydroxide, -carbonate, -hydride, -alkoholate und organische Basen, wie Trialkylamine, z. B. Triethyl- oder Tributylamin, quartäre Ammonium- oder Phosphoniυmhydroxide und vernetzte Harze mit fixierten, gegebenenfalls substituierten Ammonium- oder Phosphoniumgruppen. Die Xanthinderivate können aber auch unmittelbar in Form ihrer gesondert hergestellten Salze, etwa der Alkali-, Erdalkali- oder gegebenenfalls substituierten Ammonium- oder Phosphoniumsalze, eingesetzt werden. Weiterhin lassen sich die disubstituierten Xanthinverbindungen sowohl in Gegenwart der vorgenannten anorganischen Kondensationsmittel als auch in Form ihrer Alkali- oder Erdalkalisalze unter Mithilfe von sogenannten Phasentransferkatalysatoren, beispielsweise tertiären Aminen, quartären Ammonium- oder Phosphoniumsalzen oder auch Kronenethern, bevorzugt in einem zweiphasigen System unter den Bedingungen einer Phasentransferkatalyse, bequem alkylieren. Geeignete, zumeist kommerziell erhältliche Phasentransferkatalysatoren sind unter anderen Tetra(C1-C4)alkyl- und Methyltrioctylammonium- und -phosphonium-, Methyl-, Myristyl-, Phenyl- und Benzyl-tri(C1-C4)alkyl- und Cetyltrimethylammonium- sowie (Cj-C^Alkyl- und Benzyl-triphenylphosphoniumsalze, wobei sich in der Regel jene Verbindungen, die das größere und symmetrischer gebaute Kation besitzen, als effektiver erweisen. Bei den voranstehend beschriebenen Verfahrensweisen wird im aligemeinen bei einer Reaktionstemperatur zwischen 0°C und dem Siedepunkt des jeweils verwendeten Reaktionsmediums gearbeitet, vorzugweise zwischen 20° und 130°C, gegebenenfalls bei erhöhtem oder vermindertem Druck, aber gewöhnlich bei Atmosphärendruck, wobei die Reaktionszeit von weniger als einer Stunde bis zu mehreren Stunden betragen kann.
Bei den metallorganischen Umsetzungen der im 1 -ständigen Rest funktionalisierten Xanthine VI bzw. IX wird prinzipiell in der gleichen Weise vorgegangen, wie für die Herstellung der als Alkylierungsmittel verwendeten tertiären Alkohole gemäß Formel III geschildert. So kann die reduktive Alkylierung der Ketone VI bzw. der Ester IX beispielsweise mit Alkyl-kalium-, -natrium-, -lithium-, -magnesium-, -zink-, -cadmium-, -aluminium- und -zinn-Verbindungen erfolgen. Die neuerdings empfohlenen Alkyl-titan- und -zirkonium-Verbindungen (D. Seebach et al., Angew. Chem. 95 (1983), S. 12 - 26) sind ebenfalls einsetzbar. Da jedoch die Alkyl-metall- Verbindungen des Natriums und Kaliums aufgrund ihrer hohen Reaktivität zu Nebenreaktionen neigen und die des Zinks und Cadmiums verhältnismäßig reaktionsträge sind, werden gewöhnlich die Alkyl-Iithium- und -magnesium(Grignard)-Verbindungen bevorzugt.
Die stark nucleophilen metallorganischen Verbindungen sind sehr hydrolysen- und oxydationsempfindlich. Ihre sichere Handhabung erfordert daher ein Arbeiten in wasserfreiem Medium, gegebenenfalls unter Schutzgasatmosphäre. Übliche Lösungs- oder Verteilungsmittel sind vornehmlich jene, die sich auch für die Herstellung der Alkyl-metall-verbindungen eignen. Als solche kommen vor allem Ether mit einem oder mehreren Ethersauerstoffatomen, beispielsweise Diethyl-, Dipropyl-, Dibutyl- oder Diisoamylether, 1 ,2-Dimethoxyethan, Tetrahydrofuran, Dioxan, Tetrahydropyran, Furan und Anisol, und aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Petrolether, Cyclohexan, Benzol. Toluol, Xylole, Diethylbenzole und Tetrahydronaphthalin in Frage; es können aber auch tertiäre Amine, wie Triethylamin, oder dipolare, aprotische Solventien, etwa Hexamethylphosphorsäuretriamid, sowie Mischungen der genannten Lösungsmittel mit Erfolg' verwendet werden. Bei Umsetzung der Carbonylverbindungen VI bzw. IX mit den Grignard-Verbindungen der Formel R1-MgHal kann auch vorteilhaft so vorgegangen werden, daß man die metallorganische Verbindung in einem Ether vorlegt und das Keton oder den Ester als Lösung in Dichlormethan oder 1 ,2-Dichlorethan hinzutropft. Häufig empfiehlt sich ein Zusatz von Magnesiumbromid, das aufgrund seiner Beteiligung an dem komplexartigen cyclischen Übergangszustand die Nucleophilie der metallorganischen Verbindung zu erhöhen vermag.
Die Vereinigung von Keton oder Ester und metallorganischer Verbindung erfolgt in der Regel bei Temperaturen zwischen - 20° und 100°Cvorzugsweise zwischen 0° und 60°oder bei Raumtemperatur ohne Außenkühlung, wobei man die Alkylmetall- Verbindung üblicherweise in geringfügigem Überschuß anwendet. Anschließend wird die Umsetzung gewöhnlich durch kurzzeitiges Erhitzen unter Rückfluß beendet, wozu im Regelfall Zeitspannen von einigen Minuten bis zu wenigen Stunden ausreichen. Die Zersetzung des gebildeten Alkanolats erfolgt vorzugsweise mit wäßriger Ammoniumchlorid-Lösung oder verdünnter Essigsäure.
Die Eliminierung der Abgangsgruppe Ra aus den Verbindungen der Formeln IV, VII und X unter Bildung der erfindungsgemäßen Xanthine der Formel I erfolgt unter Standardbedingungen, die vor allem im Rahmen der Schutzgruppen-Technik bei Alkaloid- und Peptidsynthesen entwickelt wurden und somit als weitgehend bekannt vorausgesetzt werden können. Danach wird die ggf. im Phenylring substituierte Benzyl- oder Diphenylmethylgruppe vorzugsweise reduktiv abgespalten. Neben der chemischen Reduktion insbesondere der Benzylvarbindungen mit Natrium in flüssigem Ammoniak kommt hierfür bevorzugt die. Eliminierung der beiden vorgenannten Aralkylgruppen durch katalytische Hydrogenolyse mit Hilfe eines Edelmetall- Katalysators in Betracht, wobei sich häufig der Ersatz von molekularem Wasserstoff durch Ammoniumformiat als Wasserstoffdonator bewährt. Als Reaktionsmedium dient hierbei gewöhnlich ein niederer Alkohol, gegebenenfalls unter Zusatz von Ameisensäure oder auch Ammoniak; ein aprotisches Lösungsmittel, wie Dimethylformamid oder insbesondere Eisessig; aber auch deren Gemische mit Wasser können Verwendung finden. Geeignete Hydrierungskatalysatoren sind vornehmlich Palladium-Schwarz und Palladium auf Aktivkohle oder Bariumsulfat, während andere Edelmetalle wie Platin, Rhodium und Ruthenium aufgrund konkurrierender Kernhydrierung häufig Anlaß zu Nebenraktionen geben und deshalb nur bedingt einsetzbar sind. Die Hydrogenolyse wird zweckmäßig bei Temperaturen zwischen 20° und 100°C und unter Atmosphärendruck oder bevorzugt leichtem Überdruck bis zu etwa 10 bar durchgeführt, wobei in der Regel Reaktionszeiten von einigen Minuten bis zu mehreren Stunden benötigt werden.
Die 1 ,3,7-trisubstituierten Xanthine der Formeln IV, VII und X, die eine Alkoxymethylgruppe in der Position von Ra tragen, stellen O,N-Acetale dar und lassen sich demzufolge unter den üblichen Bedingungen der sauren Hydrolyse leicht demaskieren. Bevorzugte Reste sind beispielsweise die Methoxy-, Ethoxy-, Propoxy- und Butoxymethylgruppe. Die Reaktion wird vorteilhaft unter Erwärmen in verdünnten Mineralsäuren, wie Salz- oder Schwefelsäure, gegebenenfalls unter Zusatz von Eisessig, Dioxan, Tetrahydrofuran oder einem niederen Alkohol als Lösungsvermittler, durchgeführt. Mitunter kommen auch Perchlorsäure oder organische Säuren, wie Trifluoressig-, Ameisen- und Essigsäure, in Verbindung mit katalytischen Mengen von Mineralsäuren in Frage. Die Spaltung der Ethergruppe kann prinzipiell auch mit Hilfe von Lewis-Säuren, wie Zinkbromid und Titantetrachlorid, in wasserfreiem Milieu, vorzugsweise in Dichlormethan oder Chloroform, durchgeführt werden. Bei der Spaltung in mineralsaurer Lösung ist die Reaktionstemperatur so zu wählen, daß keine merkliche Dehydratisierung der 1 -ständigen tertiären Hydroxyalkylgruppe eintritt; sie sollte daher in der Regel 60°C nicht überschreiten.
Die Verbindungen der Formel I lassen sich in der Position 7 deprotonieren und bilden daher mit basischen Mitteln Salze und Solvate. Hierfür kommen bevorzugt die pharmazeutisch akzeptablen tMkali- und Erdalkalimetallsalze unc die Salze und Solvate mit organischen Basen, beispielsweise Ethylendiamin oder die basischen Aminosäuren Lysin, Ornithin und Arginin, in Betracht. Die Erfindung betrifft somit auch pharmakologisch verträgliche Salze und/oder Solvate der 1 ,3-Dialkylxanthine gemäß Formel I.
Die tertiären 1-(Hydroxyalkyl)-3-alkylxanthin3 der Formel I besitzen ein asymmetrisches C-Atom, wenn X für Hydroxy steht oder X Wasserstoff und R1 Ethyl bedeuten. Diese Verbindungen können somit in stereoisomeren Formen vorliegen. Die Erfindung betrifft daher sowohl die reinen stereoisomeren Verbindungen als auch deren Gemische.
Die erfindungsgemäßen neuen Xanthinverbindungen der Formel I eignen sich aufgrund ihrer wertvollen pharmakologischen Eigenschaften in hervorragender Weise für die Verwendung als Wirkstoffe in Arzneimitteln, insbesondere in solchen, die eine effektive prophylaktische und kurative Behandlung der durch pathologische Eosinophilen-Hyperreagibilität bedingten Erkrankungen, wie jene des atopischen Formenkreises, ermöglichen und somit eine wesentliche Bereicherung des Arzneimittelschatzes darstellen. Sie können entweder für sich allein, beispielsweise in Form von Mikrokapseln, in Mischungen untereinander oder in Kombination mit geeigneten Trägerstoffen verabreicht werden.
Gegenstand der Erfindung sind folglich auch Arzneimittel, die mindestens eine Verbindung der Formel I als Wirkstoff enthalten, wobei 1-(5-Hydroxy-5- methylhexyl)-3-methylxanthin ausgenommen ist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, der sich auf alle unter die Formel I fallenden Verbindungen bezieht, ist die Herstellung von pharmazeutischen Zubereitungen für die orale, rektale, topische, parenterale oder inhalative Verabreichung bei Erkrankungen mit pathologisch gesteigerter Reagibilität der eosinophilen Granulozyten. Geeignete feste oder flüssige galenische Zubereitungsformen sind beispielsweise Granulate, Pulver, Tabletten, Dragees (Mikro)Kapseln, Zäpfchen, Sirupe, Emulsionen, Suspensionen, Lotions, Cremes, Salben, Gele, Aerosole, Tropfen oder injizierbare Lösungen in Ampullenform sowie Präparate mit protrahierter Wirkstoff-Freigabe, bei deren Herstellung üblicherweise Hilfsmittel, wie Trägerstoffe, Spreng-, Binde-, Überzugs-, Quellungs-, Gleit- oder Schmiermittel, Geschmacksstoffe, Süßungsmittel oder Lösungsvermittler, Verwendung finden. Als häufig verwendete Hilfsstoffe seien z. B. Magnesiumcarbonat, Titandioxid, Laktose, Mannit und andere Zucker, Talkum, Milcheiweiß, Gelatine, Stärke, Vitamine, Cellulose und ihre Derivate, tierische und pflanzliche Öle, Polyethylenglykole und Lösungsmittel, wie etwa steriles Wasser, Alkohole, Glycerin und mehrwertige Alkohole genannt.
Vorzugsweise werden die pharmazeutischen Präparate in Dosierungseinheiten hergestellt und verabreicht, wobei jede Einheit als aktiven Bestandteil eine bestimmte Dosis einer Verbindung gemäß Formel I enthält. Bei festen Dosierungseinheiten, wie Tabletten, Kapseln und Suppositorien, kann diese Dosis bis zu 1000 mg, bevorzugt jedoch 100 bis 600 mg, und bei Injektionslösungen in Ampullenform bis zu 300 mg, vorzugsweise aber 20 bis 200 mg, betragen.
Für die Behandlung eines erwachsenen Patienten sind - je nach Wirksamkeit der Verbindungen gemäß Formel I am Menschen - Tagesdosen von 100 bis 2000 mg Wirkstoff, vorzugweise 300 bis 900 mg, bei oraler Verabreichung und von 10 bis 500 mg, bevorzugt 20 bis 200 mg, bei intravenöser Applikation indiziert. Unter Umständen können jedoch auch höhere oder niedrigere Tagesdosen angebracht sein. Die Verabreichung der Tagesdosis kann sowohl durch Einmalgabe in Form einer einzelnen Dosierungseinheit oder aber mehrerer kleinerer Dosierungseinheiten als auch durch Mehrfachgabe unterteilter Dosen in bestimmten Intervallen erfolgen.
Schließlich können die Xanthinderivate der Formel I bei der Herstellung der vorgenannten galenischen Zubereitungsformen - falls erforderlich - auch zusammen mit anderen geeigneten Wirkstoffen, beispielsweise Ant;histaminika, Anticholinergika, ß2-Mimetika, Phosphodiesterase-, Phospholipase A2- und Lipoxygenase-Hemmern, PAF- und Leukotrien-Antagonisten, Corticosteroiden, Cromoglicinsäure, Nedocromil sowie Cyclosporin A , formuliert werden.
Die Struktur aller nachstehend beschriebenen und in Tabelle 1 zusammengefaßten Verbindungen wurde durch Elementaranalyse und IR- sowie 1H-NMR-Spektren gesichert.
Herstellungsbeispiele
Beispiel 1 : 1-(2-Hydroxy-2-methylpropyl)-3-methylxanthin
a) 1 -Chlor-2-hydroxy-2-methylpropan
Zu 44,9 g (0,6 mol) Methylmagnesiumchlorid in Form einer 20 %-igen Lösung in Tetrahydrofuran und 200 ml trockenem Diethylether fügte man unter Rühren bei 0° bis 5°C eine Lösung von 46,3 g (0,5 mol) 1-Chlor-2-propanon in 50 ml wasserfreiem Diethylether tropfenweise hinzu. Anschließend wurde zunächst eine Stunde lang bei Raumtemperatur und dann für eine weitere Stunde unter Rückflußkochen nachgerührt, das gebildete tertiäre Alkanolat durch Zugabe 50 %iger wäßriger Ammoniumchlorid-Lösung zersetzt, die Etherphase abgetrennt und die wäßrige Phase mit Ether ausgeschüttelt. Man wusch die vereinigten etherischen Extrakte nacheinander mit wäßriger Natriumhydrogensulfit- und Natriumhydrogencarbonat-Lösung sowie wenig Wasser, trocknete über Natriumsulfat, filtrierte, engte unter vermindertem Druck ein und unterwarf den flüssigen Rückstand einer fraktionierten Destillation. Ausbeute: 31 ,1 g (57,3 % der Theorie)
Siedepunkt: 125 - 127°C
C4H9CIO (MG = 108,6)
Die Verbindung ließ sich auf analoge Weise auch aus Chloressigsäuremethyl- oder - ethylester mit der zweifach molaren Menge Methylmagnesiumchlorid in Ausbeuten um 60 % der Theorie herstellen.
b) 7-Benzyl-1-(2-hydroxy-2-methylpropyl)-3-methylxanthin
Das Gemisch aus 25,6 g (0,1 mol) 7-Benzyl-3-methylxanthin, 15,2 g (0,11 mol) Kaliumcarbonat und 11 ,9 g (0,1 1 mol) des tertiären Alkohols aus Stufe a) in 500 ml Dimethylformamid wurde 8 Stunden unter Rühren auf 110° bis 120°C erhitzt, anschließend heiß filtriert und unter vermindertem Druck eingedampft. Man nahm den Rückstand mit Chlorofom auf, wusch zuerst mit 1 N Natronlauge, dann mit Wasser neutral, trocknete, destillierte das Lösungsmittel im Vakuum ab und kristallisierte den festen Rückstand aus Essigsäureethyloster unter Zusatz von Pe- trolether um. Ausbeute: 26,6 g (81 ,0 % der Theorie)
Schmelzpunkt: 115 - 1 17°C
C17H20N4O3 (MG = 328,4) Analyse: Berechnet: C 62,18 % H 6,14 % N 17,06 %
Gefunden: C 62,60 % H 6,18 % N 17,00 %
Die Verbindung war auch dadurch herstellbar, daß man 7-Benzyl-3-methylxanthin zunächst mit 1-Chlor-2-propanon oder Chloressigsäuremethyl- oder -ethylester unter den voranstehend beschriebenen Reaktionsbedingungen zum 7-Benzyl-3- methyl-1-(2-oxopropyl)-xanthin bzw. 7-Benzyl-1-meth(oder eth)oxycarbonylmethyl- 3-methylxanthin umsetzte und anschließend die Oxopropyl- bzw. Alkoxycarbonylmethyl-Seitenkette mit Methylmagnesiumchlorid in wasserfreiem Diethylether analog Stufe a) reduktiv methylierte.
c) 1 -(2-Hydroxy-2-methylpropyl)-3-methylxanthin
13,1 g (0,04 mol) des 7-Benzylxanthins aus Stufe b) wurden in 200 ml Eisessig über 1 ,5 g Palladium (10 %) auf Aktivkohle bei 60 C und 3,5 bar innerhalb 100 Stunden unter Schütteln hydriert. Nach Abkühlen überlagerte man mit Stickstoff, filtrierte den Katalysator ab, engte unter vermindertem Druck ein und kristallisierte den festen Rückstand aus Essigsäureethylester um. Ausbeute: 7,8 g (81 ,8 % der Theorie)
Schmelzpunkt: 215 - 217°C
C10H14N4O3 (MG = 238,3) Analyse: Berechnet: C 50,41 % H 5,92 % N 23,52 % Gefunden: C 50.10 % H 5,90 % N 23,40 %
Beispiel 2: 3-Ethyl-1-(2-hydroxy-2-methylproyl)-xanthin
a) 7-Benzyl-3-ethylxanthin
Zu einer Suspension von 90 g (0,5 mol) 3-Ethylxanthin in 500 ml Methanol gab man 20 g (0,5 mol) in 200 ml Wasser gelöstes Natriumhydroxid und rührte eine Stunde bei 70°C, versetzte dann bei derselben Temperatur tropfenweise mit 69,6 g (0,55 mol) Benzylchlorid und hielt das Reaktionsgemisch für 3 Stunden zwischen 70° und 80°C. Anschließend wurde abgekühlt, kalt abgenutscht, das Produkt auf der Nutsche mit Wasser gewaschen, in 1000 ml 1 N Natronlauge heiß gelöst, filtriert und mit 4 N Salzsäure unter Rühren langsam auf pH 9,5 gebracht. Man filtrierte das Kristallisat von der noch warmen Lösung ab, wusch mit Wasser chloridfrei und trocknete im Vakuum. Ausbeute: 131 g (96,9 % der Theorie)
Schmelzpunkt: 217 - 218°C
C14H14N4O2 (MG = 270,3)
b) 3-Ethyl-1 -(2-hydroxy-2-methylpropyl)-xanthin
Durch Umsetzung von 7-Benzyl-3-ethylxanthin aus Stufe a) mit 1-Chlor-2-hydroxy- 2-methylpropan aus Beispiel 1a) zum 7-Benzyl-3-ethyl-1-(2-hydroxy-2- methylpropyD-xanthin (C18H22N4O3 (MG = 342,4); Ausbeute: 46,1 % der Theorie) analog Beispiel 1 b) und anschließende hydrogenolytische Debenzylierung (Ausbeute: 97,9 % der Theorie) gemäß Beispiel 1c) wurde rohes Endprodukt erhalten, das sich durch Umkristallisation aus Ethanol reinigen ließ. 24
Schmelzpunkt: 217 - 219°C
C11H16N4°3 <MG = 252,3) Analyse: Berechnet: C 52,37 % H 6,39 % N 22,21 % Gefunden: C 52,19 % H 6,29 % N 21 ,75 %
Beispiel 3: 1-(3-Hydroxy-3-methylbutyl)-3-methylxanthin
a) 1 -Chlor-3-hydroxy-3-methylbutan
Die Verbindung wurde aus Methylmagnesiumjodid und 1-Chlor-3-butanon (erhältlich durch Chlorwaserstoff-Addition an Methylvinylketon in Diethylether) oder aus Methylmagnesiumchlorid und 3-Chlorpropionsäureethylester in Dichlormethan als Reaktionsmedium analog Beispiel 1a) hergestellt. Ausbeute: 60 - 70 % der Theorie
Siedepunkt (18 mbar): 66 - 68°C
CsH^CIO (MG = 122,6)
b) 7-Benzyl-1-(3-hydroxy-3-methylbutyl)-3-methylxanthin
hergestellt analog Beispiel 1b) aus 7-Benzyl-3-methylxanthin und dem tertiären Alkohol aus Stufe a). Ausbeute: 70 % der Theorie)
Schmelzpunkt: 92 - 94°C
C18H22N4O3 (MG = 342,4) Analyse: Berechnet: C 63,14 % H 6,48 % N 16,36 %
Gefunden: C 63,10 % H 6,43 % N 16,28 % O 1-(3-Hydroxy-3-methylbutyl)-3-methylxanthin
hergestellt durch hydrogenolytische Debenzylierung des Produktes aus Stufe b) analog Beispiel 1c).
Ausbeute: 87,2 % der Theorie
Schmelzpunkt: 203 - 205°C
C H16N4O3 (MG = 252,3) Analyse: Berechnet: C 52,37 % H 6,39 % N 22,21 %
Gefunden: C 52,13 % H 6,52 % N 22,08 %
Beispiel 4: 3-Ethyl-1-(3-hydroxy-3-methylbutyl)-xanthin
a) 7-Benzyl-3-ethyl-1 -(3-hydroxy-3-methylbutyl)-xanthin
dargestellt analog Beispiel 1 b aus 7-Benzyl-3-ethylxanthin (Beispiel 2a) und 1-Chlor- 3-hydroxy-3-methylbutan (Beispiel 3a). Ausbeute: 71 ,8 % der Theorie
Schmelzpunkt: 133 - 135° C
C19H24N4O3 (MG = 356,4)
b) 3-Ethyl-1 -(3-hydroxy-3-methylbutyl)-xanthin
erhalten gemäß Beispiel 1c) durch hydrogenolytische Debenzylierung des Produktes aus Stufe a).
Ausbeute: 88,2 % der Theorie
Schmelzpunkt: 241 - 243° C
C12H18N4O3 (MG = 266,3) Analyse: Berechnet: C 54,12 % H 6,81 % N 21 ,04 %
Gefunden: C 53,89 % H 6,86 % N 21 ,03 % Beispiel 5 1-(4-Hydroxy-4-methylpentyl)-3-methylxanthin
a) 7-Benzyl-3-methyl-1-(4-oxopentyl)-xanthin
Zunächst wurden 38,4 g (0,15 mol) 7-Benzyl-3-methylxanthin, 22,4 g (0,162 mol) Kaliumcarbonat und 26,7 g (0,162 mol) 1-Chlor-4-pentanonethylenketal in 600 ml Dimethylformamid analog Beispiel 1 b) zum 7-Benzyl-1-(4,4-ethylendioxypentyl)-3- methylxanthin umgesetzt, das man ohne weitere Reinigung einer Ketalspaltung durch 2-stündiges Rückflußerhitzen in 600 ml 1 N Salzsäure unterwarf. Das gebildete Ketoή wurde nach Neutralisation des Ansatzes mit konzentrierter Natronlauge in Chloroform aufgenommen und der Chloroform-Extrakt mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Ausbeute: 50,4 g (98,7 % der Theorie)
Schmelzpunkt: 104 - 105° C
C18H20N4°3 <MG = 340,4)
b) 7-Benzyl-1 -(4-hydroxy-4-methylpentyl)-3-methylxanthin
Eine Mischung aus 9 g (0,12 mol) Methylmagnesiumchlorid in Form der handelsüblichen 20 %-igen Lösung in Tetrahydrofuran und 300 ml Dichlormethan wurde auf - 25° C abgekühlt und dann tropfenweise mit einer Lösung von 34 g (0,1 mol) des Produktes aus Stufe a) versetzt, wobei die Temperatur bis auf 20° C anstieg. Es wurde noch eine Stunde bei Raumtemperatur nachgerührt, mit gesättigter Ammoniumchlorid-Lösung versetzt, die organische Phase abgetrennt, die wäßrige Phase mehrmals mit Dichlormethan ausgeschüttelt, der vereinigte Dichlormethan-Extrakt mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft und der feste Rückstand aus Essigsäureethylester umkristallisiert. Ausbeute: 28,3 g (79,4 % der Theorie) Schmelzpunkt: 132 - 133° C C19H24N4O3 (MG = 356,4)
c) 1 -(4-Hydroxy-4-methylpentyl)-3-methylxanthin
wurde gemäß Beispiel 1c) durch hydrogenolytische Debenzylierung des Produktes aus Stufe b) hergestellt. Ausbeute: 65,9 % der Theorie
Schmelzpunkt: 188 - 189° C
C12H18N4°3 <MG = 266,3) Analyse: Berechnet: C 54,12 % H 6,81 % N 21 ,04 % Gefunden: C 53,86 % H 6,88 % N 20,93 %
Beispiel 6: 3-Ethyl-1-(4-hydroxy-4-methylpentyl)-xanthin
a) 7-Benzyl-3-ethyl-1-(4-oxopentyl)-xanthin
Die Darstellung erfolgte analog Beispiel 5a) unter Einsatz von 7-Benzyl-3-ethyl- xanthin aus Beispiel 2a) als Ausgangsstoff Ausbeute: 82,4 % der Theorie
Schmelzpunkt: 139 - 141 ° C
C19H22N4O3 (MG = 354,4)
b) 7-Benzyl-3-ethyl-1-(4-hydroxy-4-methylpentyl)-xanthin
Das Produkt aus Stufe a) wurde analog Beispiel 5b) mit Methylmagnesiumchlorid umgesetzt. Ausbeute: 81 ,9 % der Theorie
Schmelzpunkt: 155 - 157° C C20H26N4O3 (MG = 370,5)
Analyse: Berechnet: C 64,84 % H 7,07 % N 15,12 % Gefunden: C 64,95 % H 7,18 % N 15,10 %
3-Ethyl-1-(4-hydroxy-4-methylpentyl)-xanthin
Die Verbindung wurde durch hydrogenolytische Debenzylierung des Produktes aus Stufe b) analog Beispiel 1c) erhalten. Ausbeute: 71 ,3 % der Theorie)
Schmelzpunkt: 214 - 216° C
C13H20N4O3 (MG = 280,3) Analyse: Berechnet: C 55,70 % H 7, 19 % N 19,99 %
Gefunden: C 55,50 % H 7,20 % N 20,23 %
Beispiel 7: 1 -(5-Hydroxy-5-methylhexyl)-3-methylxanthin
Die Herstellungsmethoden für diese Verbindung sind in der PCT-Anmeldung WO 87/00523 ausführlich beschrieben.
Beispiel 8: 1-(5,6-Dihydroxy-5-methylhexyl)-3-methylxanthin
a) 1 -Chlor-5,6-isopropylidendioxy-5-methylhexan
Zu einer mit Stickstoff überlagerten Mischung aus 264 g (1 ,2 mol) Tnmethylsulfoxoniumjodid und 28,8 g (1 ,2 mol) Natriumhydrid wurden unter Rühren bei 40°C 1000 ml wasserfreies Dimethylsulfoxid innerhalb von 10 Minuten hinzugetropft. Nach Beendigung der Gasentwicklung (ca. 2 Stunden) erfolgte die tropfenweise Zugabe einer Lösung von 134,6 g (1 mol) 1-Chlor-5-hexanon in 30 ml Dimethyl-sulfoxid innerhalb von etwa 20 Minuten. Es wurde 2 Stunden bei Raumtemperatur nachgerührt, unter Eiskühlung langsam mit 500 ml Eiswasser versetzt und das gebildete 1-Chlor-5,6-epoxy-5-methylhexan mit Diethylether extrahiert (Ausbeute: 130,5 g (87,8 % der Theorie); C7H13CIO (MG = 148,6)). Zur hydrolytischen Spaltung des Epoxidringes wurde das Produkt in einem Gemisch aus 60 ml Wasser, 600 ml Tetra hydrofu ran und 1 ml 70 %-iger Perchlorsäure 5 Tage lang bei Raumtemperatur gerührt. Dann wurde mit Soda-Lösung neutralisiert, das Tetrahydrofuran weitestgehend abdestilliert und das entstandene 1-Chlor-5,6- dihydroxy-5-methylhexan mit Chloroform extrahiert. (Ausbeute: 124,8 g (85,3 % der Theorie); C7H15CIO2 (MG = 166,6)).
Das Diol wurde anschließend auf konventionellem Wege mit 2,2-Dimethoxypropan in Aceton unter saurer Katalyse in das Dioxolan übergeführt. Ausbeute: 67,2 % der Theorie
Siedepunkt (0,5 mbar): 84 - 86° C
C10H19CIO2 (MG = 206,7)
b) 1 -(5,6-Dihydroxy-5-methylhexyl)-3-methylxanthin
Das Diol aus Stufe a) ließ sich mit 7-Ethoxymethyl-3-methylxanthin analog Beispiel 1 b) quantitativ zu 7-Ethoxymethyl-1-(5,6-isopropylidendioxy-5-methylhexyl)-3- methylxanthin (C19H30N4O5 MG = 394,5) umsetzen, aus dem durch saure Hydrolyse bei gleichzeitiger Öffnung des Dioxolanringes und Abspaltung des 7-ständigen Ethoxymethyl-Restes das Endprodukt erhalten wurde. Dazu wurden 19,7 g (0,05 mol) der Xanthinverbiridung in einem Gemisch aus 300 ml 1 N Salzsäure und 30 ml Eisessig 15 Stunden lang unter Rühren auf 70° C erhitzt, nach dem Abkühlen mit Natriumcarbonat alkalisch gestellt und mit Chloroform gewaschen, anschließend mit 1 N Salzsäure neutralisiert und mit Chlorofom extrahiert. Der Abdampfrückstand wurde nach Filtration über eine Kieselgel-Säule im Fließmittel Chloroform/Methanol (10 : 1 ) aus Essigsäureethylester umkristallisiert.
Ausbeute: 1 1 ,5 g (77,6 % der Theorie)
Schmelzpunkt: 181 - 182° C
C13H20N4O4 (MG = 296,3) Analyse: Berechnet: C 52,69 % H 6,80 % N 18,91 %
Gefunden: C 52,46 % H 6,90 % N 18,66 %
Beispiel 9: 1-(5-Hydroxy-5-methylheptyl)-3-methylxanthin
7-Benzyl-3-methyl-1-(5-oxohexyl)-xanthin, hergestellt aus 7-Benzyl-3-methylxan- thin und 1-Chlor-5-hexanon analog Beispiel 1 b), wurde mit Ethylmagnesiumchlorid gemäß Beispiel 5b) an der Ketogruppe reduktiv ethyliert und das dabei erhaltene 7- Benzyl-1-(5-hydroxy-5-methylheptyl)-3-methylxanthin anschließend unter den Bedingungen des Beispiels 1c) hydrogenolytisch debenzyliert. Ausbeute: 70,2 % der Theorie
Schmelzpunkt : 169 - 170° C
C14H22N4O3 (MG = 294,4) Analyse: Berechnet: C 57,13 % H 7,53 % N 19,03 %
Gefunden: C 56,90 % H 7,55 % N 18,96 %
Beispiel 10: 3-Ethyl-1-(5-hydroxy-5-methylhexyl)-xanthin
7-Benzyl-3-ethyl-1-(5-hydroxy-5-methylhexyl)-xanthin, hergestellt aus 7-Benzyl-3- ethylxanthin (Beispiel 2a) und 1-Chlor-5-hydroxy-5-methylhexan (WO 87/00523) gemäß Beispiel 1 b) mit einer Ausbeute von 65 % der Theorie (C21H28N4O3. MG 384,5); Schmelzpunkt: 112 - 1 14° C), wurde unter Verwendung von Ammoniumformiat als Wasserstoffquelle hydrogenolytisch debenzyliert. Dazu wurden 3,84 g (0,01 mol) der Benzylverbindung und 1 ,0 g (0,016 mol) Ammoniumformiat in 30 ml Ethanol über 2 g Palladium (10 %) auf Aktivkohle bei 35° C für mehrere Tage gerührt, wobei sich der sukzessive Zusatz von weiterem Ammoniumformiat bis zu einer Gesamtmenge von 4,4 g (0,07 mol) bewährte. Es wurde filtriert, das Filtrat eingeengt, der Rückstand in Natriumcarbonat-Lösung aufgenommen, mit Chloroform gewaschen, die wäßrige Phase mit Salzsäure auf pH 4 gebracht, das Produkt mit Chlorofom ausgeschüttelt und nach Trocknen und Eindampfen aus Essigsäureethylester umkristallisiert. Ausbeute: 2,0 g (67,9 % der Theorie)
Schmelzpunkt : 180 - 182° C
C14H22N4°3 <MG = 294,4) Analyse: Berechnet: C 57,12 % H 7,53 % N 19,04 % Gefunden: C 56,77 % H 7,66 % N 18,93 %
Beispiel 1 1 : 3-Ethyl-1-(5-hydroxy-5-methylheptyl)-xanthin
7-Benzyl-3-ethylxanthin (Beispiel 2a) und 1-Chlor-5-hexanon wurden analog Beispiel 1 b) zu 7-Benzyl-3-ethyl-1-(5-oxohexyl)-xanthin umgesetzt (C20H24N4O3. MG = 368,4; Ausbeute: 81 ,7 % der Theorie; Schmelzpunkt : 123 - 125 ° C). Die reduktive Ethylierung der Ketogruppe mit Ethylmagnesiumchlorid gemäß Beispiel 5b) lieferte 7-Benzyl-3-ethyl-1-(5-hydroxy-5-methylheptyl)-xanthin (C22H30N4O3 MG = 398,5; Ausbeute: 86,9 % der Theorie; Schmelzpunkt: 93 - 94° C), das analog Beispiel 10 hydrogenolytisch debenzyliert wurde. Das Endprodukt ließ sich aus Ethanol Umkristallisieren. Ausbeute: 66,5 % der Theorie
Schmelzpunkt : 165 - 166° C
C15H24N4°3 <MG = 308<4) Analyse: Berechnet: C 58,42 % H 7,84 % N 18, 17 % Gefunden: C 58,30 % H 8,05 % N 18,33 %
Beispiel 12: 1-{6-Hydroxy-6-methylheptyl)-3-methylxanthin
7-Benzyl-1-(6-hydroxy-6-methylheptyl)-3-methylxanthin (C21H28N4O3 MG = 384,5; Schmelzpunkt: 83 - 85° C), hergestellt mit 77,5 % Ausbeute aus 7-Benzyl-3- methylxanthin und 1 -Brom-6-hydroxy-6-methylheptan (WO 87/00523) analog Beispiel 1 b), wurde gemäß Beispiel 1 c) hydrogenolytisch debenzyliert. Ausbeute: 82,2 % der Theorie
Schmelzpunkt : 166 - 167° C
C14H22N4O3 (MG = 294,4) Analyse: Berechnet: C 57,12 % H 7,53 % N 19,04 %
Gefunden: C 56,82 % H 7,74 % N 19,01 %
Beispiel 13: 3-Ethyl-1-(6-hydroxy-6-methylheptyl)-xanthin
Gemäß Beispiel 12 wurde die Reaktionsfolge mit 7-Benzyl-3-ethylxanthin aus Beispiel 2a) durchgeführt, wobei die hydrogenolytische Debenzylierung mit Ammoniumformiat analog Beispiel 10 erfolgte. Ausbeute: 72,4 % der Theorie
Schmelzpunkt : 163 - 165° C
C15H24N4O3 (MG = 308,4) Analyse: Berechnet: C 58,42 % H 7,84 % N 18,17 %
Gefunden: C 57,83 % H 7,64 % N 18,04 % Tabelle 1: Verbindungen gemäß Formel
Bei- n X R1 R2 Schmelzpunkt spipl
1 1 H CH3 CH3 215 -217
2 1 H CH3 C2H5 217 -219
3 2 H CH3 CH3 203 - 205
4 2 H CH3 C2H5 241 - 243
5 3 H CH3 CH3 188- 189
6 3 H CH3 C H5 214- 216
7 4 H CH3 CH3 192 - 193
8 4 OH CH3 CH3 181 - 182
9 4 H C2H5 CH3 169 - 170
10 4 H CH3 C2H5 180- 182 Bei- n X R1 R Schmelzpunkt spipl
1 1 4 H C2H5 C2H5 165 - 166
12 5 H CH3 CH3 166 - 167
13 5 H CH3 C2H5 163 - 165
Pharmakologische Prüfung und Ergebnisse
1. Hemmwirkung gegenüber den pro-inflammatorischen Mediatoren der Frühphase-Reaktion
Die Hemmwirkung der Verbindungen gemäß Formel I auf die pro-inflammatorischen Frühphase-Mediatoren Histamin, PAF und Leukotrien D (LTD4) wurde an isolierten Segmenten der Atemwegsorgane von Albino-Meerschweinchen untersucht, wobei die Inhibition der mit diesen Mediatoren auslösbaren Kontraktionen als Meßparameter diente.
Zur Durchführung des Versuches wurden jeweils frisch präparierte Organe männlicher Tiere verwendet.
Die Trachea wurde in ihre Ringe zerlegt, von denen jeweils 5 Trachealringe, mit
Seidenfäden zu einer Kette verknüpft, in ein Organbad mit 37° C warmer und
Carbogen-durchperlterTyrode-Lösung unter einer Zuglast von 0,5 g eingehängt und durch Zugabe von Histamindihydrochlorid (Badkonzentration: 3 x 10"7 g/ml) bei
Abwesenheit (Kontrollexperiment) oder in Gegenwart der Prüfsubstanzen zur
Kontraktion gebracht wurden.
Die Lunge wurde longitudinal in 2 bis 3 Streifen geschnitten, mit denen, wie oben beschrieben, verfahren wurde. Die Zuglast betrug jedoch 1 g und die Kontraktion wurde mit PAF oder LTD4 bei einer Badkonzentration von 10'9 bzw.10"8 g/ml ausgelöst.
Jedes Experiment umfaßte die parallele Untersuchung von 6 Organpräparationen (n = 6).
Die Beurteilung der Präparatwirkung erfolgte anhand der IC50-Werte, die jene Konzentration in g/ml darstellen, bei der die im Kontrollexperiment erzeugte Organkontraktion um die Hälfte herabgesetzt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.
Tabelle 2: Hemmwirkung auf die pro-inflammatorischen Frühphase-Mediatoren
Verbindung aus Antikonstriktorische Wirkung (IC50 in g/ml)
Beispiel Histamin PAT LTD4 Trachea Lunge Lunge
4 10 1 -3
5 30 3 10
6 30 3 1 -3
7 10-30 10-30 10-30
8 10-30 6 10
9 10-30 10 10-30
12 3- 10 3-6 6- 10 Verbindung aus Antikonstriktorische Wirkung (IC50 in //g/ml)
Beispiel Histamin PAT LTD4 Trachea Lunge Lunge
13 10 - 30 1
Pentoxifyllin 30 - 60 3 30 - 60
Torbafyllin 60 3 - 6 10 - 30
Hemmung der Antigen-induzierten Frühphase-Reaktion am präsensibilisierten Meerschweinchen
Albino-Meerschweinchen beiderlei Geschlechts mit einem Körpergewicht von 180 bis 220 g wurden durch subkutane Verabreichung von jeweils 1 mg Ovalbumin (0,1 %-ig gelöst in physiologischer Kochsalzlösung) an zwei aufeinanderfolgenden Tagen sensibilisiert.
20 Tage später erfolgte die Versuchsdurchführung nach der Methode von Konzett und Rössler (Arch. exp. Path. und Pharmak. (1940) 195: 75). Hierzu wurden die Tiere mit Pentobarbital narkotisiert, künstlich beatmet, zur Ausschaltung der Spontanatmung mit Alcuroniumchlorid behandelt und in Gruppen zu jeweils 6 Tieren aufgeteilt. Durch intravenöse Gabe von Ovalbumin als Antigen in einer Dosis von 1 mg/kg wurde ein langanhaltender Asthma-Anfall als Folge eines im Rahmen der asthmatischen Frühreaktion durch Mediatoren induzierten akuten Bronchospasmus ausgelöst, dessen Intensität über die Kontraktionshöhe im Thorakogramm quantifiziert wurde.
Die Prüf präparate wurden ebenfaalls intravenös 15 Minuten vor der Antigen- Provokation appliziert. Die Tiere der Kontrollgruppe erhielten statt dessen reine 0,9 %-ige Kochsalzlösung. Zur Beurteilung der Präparatwirkung wurde die Anzahl der Tiere des jeweiligen Kollektives ermittelt, bei denen die Asthmareaktion der Kontrolltiere um mindestens 40 % reduziert war. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
3. Hemmung der Eosinophilen-Aktivierung durch Mediatoren der Spätphase Reaktion
Die Hemmwirkung der Xanthine gemäß Formel I auf die Aktivierbarkeit von humanen eosinophilen Granulozyten durch die Spätphase-Mediatoren IL-5, GM-CSF, C5a und PAF wurde mit Hilfe der Lucigenin-abhängigen Chemilumineszenz(CL)-Reaktion untersucht.
Tabelle 3: Hemmung der Antigen-induzierten Frühphase-Reaktion am Meerschweinchen
Verbindung Geschützte Tiere nach i.v. Gabe von aus 10 mg/kg 25 mg/kg
Beispiel Anzahl %-Anteil Anzahl %-Anteil
2 2 /6 33 4/6 67
4 1 /6 17 3/6 50
7 2/6 33 4/5 80
8 3/6 50 3/6 50
9 4/6 67 5/6 83
12 3 /6 50 4/6 67
Pentoxifyllin 1 /6 17 2 /6 33
Torbafyllin 0/6 0 0/6 0 Hierzu wurden nach bekannten Verfahren (Arch. Dermatol. Res. (1987) 279: 470 - 477 und J. Invest. Dermatol. (1986) 86: 523 - 528) gereinigte Eosinophile aus venösem Humanblut gewonnen, mit den Prüfsubstanzen in der Konzentration von 100 μM oder mit reinem Wasser (Positivkontrolle (A)) 10 Minuten lang bei 37° C vorbehandelt und anschließend mit IL-5 (102 U/ml), GM-CSF (103 U/ml), C5a (10"7 M) oder PAF (10*6 M) aktiviert bzw. für die Bestimmung der Basalaktivität (B) mit Wasser versetzt. Die CL-Reaktion wurde über 30 Minuten bei 37° C messend verfolgt. Die Restaktivität der mit den Prüfsubstanzen vorbehandelten Zellen wurde in Prozent von jener der Positivkontrolle nach folgender Formel berechnet:
CLX - CLB x 100
CLΔ - C
CLX die Aktivität nach Stimulation der mit den Xanthinen vorbehandelten
Zellen, CLA die Aktivität nach Stimulation der mit Wasser vorbehandelten Zellen und CLB die Basalaktivität unstimulierter, mit Wasser vorbehandelter Zellen beschreiben.
Die Testergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Tabelle 4: Hemmung der Eosinophilen-Aktivierung durch Spätphase-Mediatoren
Verbindung Restaktivität in % der Positivkontrolle A aus nach Stimulation mit
Beispiel IL-5 GM-CSF C5a PAF
7 42 63 19 17
Pentoxifyllin 57 70 56 45
Torbafyllin 58 125 51 58
Hemmung der Antigen-induzierten Spätphase-Reaktion
In einem chronischen Langzeitversuch an mit humanem Serumantigen provozierten Meerschweinchen wurde die Hemmwirkung der Verbindungen der Formel I auf die pathologisch gesteigerte chemotaktische Infiltration von eosinophilen Granulozyten in den Peritonealraum (in vivo) und deren Funktionszustand (ex vivo) untersucht. Die Tiere der Präparatgruppe (n = 6) wurden 15 Wochen lang mit der Prüfsubstanz in einer täglichen oralen Dosis von 80 mg/kg behandelt, während die Tiere der Kontrollgruppe (n = 6) das Vehikel (Carboxymethγlzellulose) erhielten. Nach der dritten Behandlungswoche wurden alle 12 Tiere durch wöchentliche intraperitoneale Gabe von 1 ml humanen Serumantigens provoziert und jeweils 48 Stunden später einer Peritoneallavage mit 50 ml 5 %-iger Glukoselösung unterzogen, in der man die Zahl der infiltrierten Eosinophilen und nach deren Isolierung über diskontinuierliche Percoll-Dichtegradienten (Reinheit > 95 %; V abilität > 98 %) die Reagibilität gegenüber PAF und C5a anhand der Aktinpolymerisation durchflußzytometrisch und mittels der Boyden-Kammertechnik im Vergleich zwischen beiden Tierkollektiven bestimmte.
Hierbei bewirkte beispielsweise die Verbindung aus dem Herstellungsbeispiel 7 eine signifikante Verminderung (p < 0,01 ) der Zahl der in den Peritonealraum eingewanderten Eosinophilen (34,9 4,8%; x SD) gegenüber den Kontrolltieren (42,2 5,8%). Darüber hinaus zeigten die Eosinophilen der behandelten Tiere, verglichen mit denen der Kontrolltiere, eine signifikante Reduktion (p < 0,05) der mit PAF oder C5a ausgelösten chemotaktischen Migration; auch die mit PAF (10 nM) induzierte initiale Phase (< 10s) der Aktinpolymerisation war signifikant vermindert.
Dies ist ein eindeutiger Beleg dafür, daß die Verbindungen der Formel I die Antigen- induzierte, pathologische Hyperreagibilität eosinophiler Granulocyten im entzündlichen Gewebe herabsetzen und daher für die Prophylaxe und Behandlung von Erkrankungen des atopischen Formenkreises besonders geeignet sind.

Claims

Patentansprüche:
Verwendung von mindestens einer Verbindung der Formel I
und/oder ein physiologisch verträgliches Salz der Verbindung der Formel und/oder eine stereoisomere Form der Verbindung der Formel I, wobei
R1 für eine Methyl- oder Ethylgruppe, R2 für eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen und X für ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxygruppe stehen und eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeutet,
zur Herstellung von Arzneimitteln für die Reduktion der pathologischen Hyperreagibilität eosinophiler Granulozyten.
2. Verwendung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens eine Verbindung der Formel I oder deren Salz einsetzt, in der R2 für Methyl oder Ethyl steht.
3. Verwendung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens eine Verbindung der Formel I oder deren Salz einsetzt, in der R1 und R2 unabhängig voneinander Methyl oder Ethyl, X Wasserstoffatom oder Hydroxygruppe und n eine ganze Zahl von 3 bis 5 bedeuten.
4. Verwendung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man 1-(5-Hydroxy-5-methylhexyl)-3-methylxanthin oder dessen Salz einsetzt.
5. Verwendung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 für die Behandlung und/oder Prophylaxe von Erkrankungen des atopischen Formenkreises.
6. Verwendung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 für die Behandlung und/oder Prophylaxe von Anaphylaxie, allergischem Asthma bronchiale, allergischer Rhinitis und Konjunktivitis, allergischer Urtikaria, allergischer Gastroenteritis und atopischer Dermatitis.
7. Verwendung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 für orale, rektale, topische, parenterale oder inhalative Verabreichung.
8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich eine effektive Menge mindestens einer Verbindung aus der Gruppe Antihistaminika, Anticholinergika, ß2-Mimetika, Phosphodiesterase-, Phospholipase A2- und Lipoxygenase-Hemmern, PAF- und Leukotrien-Antagonisten, Corticosteroiden, Cromoglicinsäure, Nedocromil und Cyclosporin A einsetzt.
9. Verbindung der Formel I und/oder ein physiologisch verträgliches Salz der Verbindung der Formel I und/oder eine stereoisomere Form der Verbindung der Formel I, wobei R1 Methyl- oder Ethyl,
R2 Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen,
X Wasserstoffatom oder Hydroxygruppe und n eine ganze Zahl von 1 bis 5
bedeuten, wobei die Verbindung der Formel I, in der R1 und R2 gleichzeitig Methyl, X ein Wasserstoffatom und n die Zahl 4 bedeuten, ausgenommen ist.
10. Verbindung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in Formel I R2 für Methyl oder Ethyl steht.
11. Verbindung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß in Formel I der Rest X für Wasserstoffatom steht.
12. Verbindung gemäß den Ansprüchen 10 und 11 , dadurch gekennzeichnet, daß in Formel I
R1 Methyl,
R2 Methyl oder Ethyl,
X Wasserstoffatom und n eine ganze Zahl von 1 bis 5
bedeuten.
13. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel I gemäß den Ansprüchen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man ein 3,7-disubstituiertes Xanthinderivat der Formel II,
in der R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen und Ra eine leicht eliminierbare
Abgangsgruppe in Form des hydrolytisch abspaltbaren Meth-, Eth-, Prop- oder
Butoxymethylrestes oder der reduktiv entfernbaren Benzyl- oder
Diphenylmethylgruppe mit unsubstituierten oder substituierten Phenylringen bedeuten, zweckmäßig in Gegenwart eines basischen Kondensationsmittels oder in Form seiner Salze
a) mit einem Alkylierungsmittel der Formel III,
in der R1, X und n die obengenannten Bedeutungen haben und Z für Chlor,
Brom, Jod oder eine Sulfonsäureester- oder Phosphorsäureester-Gruppierung steht, zu einem 1 ,3,7-trisubstituierten Xanthin der Formel IV
umsetzt, wobei R , R2, Ra, X und n die oben definierten Bedeutungen haben,
oder alternativ für den Fall, daß X Wasserstoffatom bedeutet,
mit einer Ketoverbindung der Formel V,
H3C-CO-(CH2)n-Z (V)
in der n und Z die obengenannten Bedeutungen haben, zu einem 1 ,3,7-trisubstituierten Xanthin der Formel VI
(VI)
umsetzt, dieses anschließend mit einer Methyl- oder Ethyl-metallverbindung (R1-M) in Form von Methyl- oder Ethyllithium (R1-Li) oder der entsprechenden Grignard-Verbindungen (R1-MgHal) unter reduktiver Alkylierung der Carbonylgruppe in ein 1 ,3,7-trisubstituiertes Xanthin der Formel VII
überführt, in der R \ R >2 D Raa und n die vorgenannten Bedeutungen besitzen,
oder alternativ für den Fall, daß X Wasserstoffatom und R1 Methyl bedeuten,
mit einem Carbonsäureester der Formel VIII,
(CrC4)Alkyl-0-CO-(CH2)n-Z (VIII)
in der n und Z die vorgenannten Bedeutungen haben,
zu einem 1 ,3,7-trisubstituierten Xanthin der Formel IX umsetzt, dieses anschließend mit zwei Äquivalenten einer Methyl-metallverbindung in Form von CH3-Li oder CH3-MgHal unter zweifacher reduktiver Alkylierung der Esterfunktion in ein 1 ,3,7-trisubstituiertes Xanthin der Formel X
umwandelt, wobei R , Ra und n die obengenannten Bedeutungen haben,
und abschließend die Abgangsgruppe Ra aus der Zwischenverbindung der Formel IV, VII oder X unter Bildung des Xanthins der Formel I abspaltet und dieses, falls erwünscht, in ein pharmazeutisch akzeptables Salz überführt.
14. Arzneimittel, gekennzeichnet durch den Gehalt einer therapeutisch effektiven Menge von mindestens einer Verbindung der Formel I gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12 oder hergestellt gemäß Anspruch 13.
15. Verfahren zur Herstellung eines Arzneimittels nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens eine Verbindung der Formel I gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12 mit pharmazeutisch geeigneten und physiologisch verträglichen Träger- und Zusatzstoffen, Verdünnungsmitteln und/oder anderen Wirk- oder Hilfsstoffen in eine geeignete Darreichungsform bringt.
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