FI59102B - Foerfarande foer framstaellning av nya terapeutiskt effektiva piperazinyliminorifamycinfoereningar - Google Patents

Description

Γ1 .... KUULUTUSJULKAISU ς Q Λ Π 9 ήΒΓα [BJ <11) UTLÄGGNI NGSSKRIFT ^ ^ ^ ^ C Patentti myönnetty' 10 06 1001

Patent meddelat ^ T ^ (51) Kv.ik.3/int.ci.3 C 07 D 498/08 SUOMI — FINLAND (21) P»Mnttlh«ktmus — PauntsnsBknlng ΐβΟ^βΐ (22) Hiksmlsptlvl — Ansttknlngsdsg 05 · 0 3 · i 1 (23) AlkuptM —Glltighutsdig 05-03-76 (41) Tullut julkiseksi — Bllvlt offsntllg 06-09-76

Patentti- ja rekisterihallitut .... ... . . ,. .. , ... . ' . , (44) Nlhtivlkslpsnon ja kuuljulkslsun pvm. — no Q.

Patent- och registerttyrelten ' Ansttkan utlsgd eeh utl.skrlftsn publicend 2 f.U2.Ö1 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird prlorltst 05-03-75

Englanti-England(GB) 10020/75 (71) Gruppo Lepetit S.p.A., Via Durando, 38, 20158 Milano, Italia-Italien(lT) (72) Renato Cricchio, Varese, Vittorio Arioli, Como, Italia-Italien(IT) (7I+) S.A. Munsterhielm (5U) Menetelmä uusien, terapeuttisesti tehokkaiden piperatsinyyli-iminc-rifamysiiniyhdisteiden valmistamiseksi - Förfarande för framställning av nya, terapeutiskt effektiva piperazinyliminorifamycinföreningar Tämä keksintö liittyy rlfamysiini-ryhmän uusiin yhdisteisiin. Keksinnönmukaisilla uusilla yhdisteillä on seuraava rakennekaava

Me Me H0A/

Me j ' ||

MeCOQ 1

MeO dl «V Λ .;Η 1 I I1 ! ./ · / '· A N-C.H (CH0) Γ J j ; ·- ......I I; oh

Me 0 jossa Me tarkoittaa metyyliryhmää, n on 3 tai 4.

Tämän keksinnön mukaisilla yhdisteillä on laajaspektrinen an-tibakteerinen vaikutus ja alhainen myrkyllisyys.

2 59102

Uudet rifamysiinit valmistetaan kondensoimalla 3-formyylirifa-mysiini SV aminopiperatsiinin kanssa, jonka kaava on H0N-N 'n-CH (CH0) 2 \/ \ ^ 2 n jossa n tarkoittaa samaa kuin edellä.

Eräitä S-formyylirifamysiinin kondensointituotteita aminopi-peratsiinien kanssa kuvaillaan US-patentissa 3 3^2 8l0. Siinä kuvailtujen yhdisteiden joukossa ^-metyyli-l-aminopiperatsiinin ja 3-iormyy-lirifamysiini SV:n (rifampisiini) kondensaatiotuote on saanut laajaa käyttöä kemoterapiassa tulehdussairauksia vastaan ja erityisesti tuberkuloosia ja spitaalia vastaan.

Aikaisemmassa kirjallisuudessa ei ole selostettu 3-formyyli-rifamysiini SV:n kondensaatiotuotetta 1-aminopiperatsiinien kanssa, joilla on sykloalkyylisubstituentteja asemassa h-.

Uusille rifamysiinituotteille on, paitsi tavanomainen laaja-spektriaktiviteetti mikä on epätavallista tämän luokan yhdisteille, luonteenomaista se, että niillä on huomattava terapeuttinen tehokkuus myös sellaisessa käsittelyssä, jossa aktiivin aineen kahden peräkkäisen annostelun välinen aika on epätavallisen pitkä.

Tämä ominaisuus antaa huomattavia etuja terapeuttisessa käytössä koska se antaa mahdollisuuden saada hyviä tuloksia ilman päivittäistä annostamista. Suoritetuissa kokeissa, joissa on käytetty uusia rifamysiinejä nisäkkäissä, kuten hiirissä, yhdellä tai kahdella viikko-annoksella on ollut sama tai parempi tehokkuus kuin samansuuruisella päivittäisannoksella rifampisiiniä. Tiivis annostusaikataulu kuten päivittäinen antaminen luotettavan terapeuttisen vaikutuksen saavuttamiseksi aiheuttaa haitan johtuen biologisesti aktiivisen aineen suuren määrän käyttämisestä koko terapeuttisen jakson aikana ja epäilemättä se on myös potilaalle hankalaa, varsinkin pitkäaikaisessa ambulatori-sessa terapiassa.

Uusien rifamysiinien odottamattomat biologiset ominaisuudet on todistettu tarkistamalla eloonjäämisaikaa rifampisiinin päivittäisen antamisen jälkeen verrattuna kerran viikossa annettuun yhtäsuureen annostasoon per os 3-(l+-syklopentyyli-1-piperatsinyyli )iminometyyli-rifamysiini SV:tä (tämän jälkeen kutsuttu "syklopentyylijohdannaiseksi") hiirille, joilla on Mycobacterium tuberculosis H^Rv tartunta. Hiirillä, joita käsiteltiin "syklopentyylijohdannaisella" oli suunnilleen sama eloonjäämisaika vaikka ne itse asiassa saivat yhteensä aktii- 3 59102 viainetta määrän, joka käytännössä oli 1/6 siitäaktiiviainemäärästä, jota rifampisiinillä hoidettavat eläimet saivat. Uusilla rifamysiineillä on, paitsi yllämainitut ominaisuudet, erittäin hyvä antmikrobiologinen vaikutus ja alhainen toksisuus. Esimerkiksi mikrobiologinen estokon s entr aa tio in vitro Mycobacterium tuberculosis H^R^tä vastaan on 0,05 /ig/ml "syklopen-tyylijohdamaisella" kun ri f.implsi i.ni.1 La on 0, 5 |ig/ml. "Syklopentyyli johdannaisen" LD^Q-arvo hiiressä on korkeampi kuin 2000mg/kg p.o. ja 750 mg/kg i.p. kun vastaavat arvot rifampisiinillä ovat 907 ja ^16.

Uusien rifamysiinien erinomainen tehokkuus ja turvalli suns mikrobiologista tartuntaa vastaisessa käytössä on myös todistettu käyttäen kokeellista Staphylococcus aureus-tartuntaa hiirissä. Tosiasiassa "syklobutyyli-johdannaisella" (ts . 3- (^-syklobutyyli-l-piperatsinyyH) -iminometyyli-rifamy-siiniSV) on edustavissa kokeissa ollut ED^Q-arvo 0,1b mg/kg p.o. Toksisuus on hyvin alhainen koska LD^Q-arvo hiirissä an yli 2000 mg/kg p.o. ja 650 mg/kg i.p.

Uudet yhdisteet voidaan sopivasti antaa tavallisissa farmaseuttisissa muodoissa.

Uusia rifämysiinejä valmistetaan antamalla 3-f‘ormyylirifamysiini SVjn vaikuttaa noin 1-1,1 ekvimolaariseen määrään edellä selostettua määrättyä aminopiperatsiinia orgaanisen inertin liuottimen, kuten esimerkiksi diok-saanin, tetrahydrofuraanin, metanolin, etanolin, bentseenin, etyyliasetaatin, läsnäollessa. Reaktion lämpötila voi vaihdella ympäröivän lämpötilan ja reaktioseoksen palautustislauslämpötilan välillä. Reaktiota seurataan yleensä ohutlevykromatografialla. Reaktion päätyttyä, liuotin tislataan alennetussa paineessa pois ja jäännös puhdistetaan kiteyttämällä liuottimista tai pylväskromatografialla. Sopivia liuottimia kiteyttämiseen ovat alemmat alkoholit, etyyliasetaatti, heksaani tai sen seokset.

Aminopiperatsiini on syntetisoitu seuraavalla tunnetulla menettelyllä, mikä sisältää N-nitroso-piperatsiinin alkyloinnin sopivalla sykLoalkyylibromidUla tai -kloridilla, mitä seuraa nitrosoryhmän pelkistys LiAlHj :Llä vastaavaksi aminojohdannaiseksi. Ikihtoehtcdnen tapa valmistaa amnopipeiatsiin in lähtöaineet käsittää N-sykloal-kyylipiperatsiinien nitrosaation mitä seuraa nitrosoryhmän pelkistys LiAlHj: 11 ä.

Esimerkkejä yhdisteistä, jotka kuuluvat tämän keksinnön piiriin ja joita voidaan valmistaa edellä selitettyjen menetelmien mukaisesti ovat kaavan I mukaiset yhdisteet, joissa piperatsiinitypen subs-tituentit, joilla on osakaava "CI^^/(CH2)n ovat syklobutyyli tai syklopentyyli.

59102

Vertailukokeita

Seuraavassa osoitetaan keksinnön mukaisten yhdisteiden olevan teknisesti edistyksellisiä verrattaessa lähinnä samanlaisiin ennestään tunnettuihin yhdisteisiin, esitämme keksinnön mukaisten yhdisteiden paremmuuden, tarkemmin sanoen 3~ (*+-syklopentyyli-l-piperatsi.nyyli )--iminometyylirifamysiini SV:n (tämän jälkeen nimitetty "syklopentyyli-johdannaiseksi"), verrattuna eräisiin tyypillisiin rifamysiinijohdannaisiin, joita on kuvattu FI-patenteissa 5*+ 313 ja ^5 0M+.

Taulukon I vertailuyhdisteen olemme valinneet rakenteellisten vastaavaisuuksien perusteella FI-patentista 5*+ 313· Tätä yhdistettä kuvaa seuraava kaava

Me Me

H0 A X

Me j j-vU ||

MeCOO. .> Uh

Me T OH OH ^ Me

MeO^Me^L.^ fa j ,L 11 /

C' X Y X CH=N-NH-<r H

0-------j—- OH ^-

Me O

vertailuyhdistettä nimitetään tämän jälkeen yhdiste A:ksi, ja tämän yhdisteen aktiviteettiarvot, joita on käytetty vertailuun on otettu julkaisusta "Il Farmaco-Ed. Scient. 30., 70J+-720 (1975)"·

Seuraavassa taulukossa I on havaittavissa, että tyypillisissä kokeissa, jotka suoritettiin sekä in vitro että in vivo, tämän keksinnön mukainen "syklopentyyltjohdannainen" osoittautui paljon aktiivisemmaksi kuin vertailuyhdiste.

TAULUKKO I

Yhdiste A "syklopentyyli- johdannai nen" o ^ S. aureus Tour 0,01 0,005 w cd a> F-t s----- ' cc'ftb Strep, haem. C203 0,1 0,05 •h ® A, d ------------- •h§° Dipl. pneum. UC^fl 0,02 0,05 iXXi -M _______'__ 5 59102

Yhdiste ^ "syklopentyyli- _ johdannainen"

Proteus vulgaris ι ATCC881 5 5 o------------------ i p E. Coli ATCC 10536 5 ? -P cd tn cd-----—.______________ j ω -p Kleb. pneum. ATCCIOO31 50 10 d Cl 1 -H CD---------- . t C t.T . ------- o ö Pseud. aeureginosa ft ATCC lOlk? 20 10 μ g/ml ED^o mg/kg S. aureus 2,0 Ο,ΐό j tartunta hiirissä (os) FI-patentista kj OM+ olemme vertailuyhdisteeksi valinneet rifampisiinin t. s . 3- (H-metyyli-l-piperatsinyyll ).iminometyli.i -ri fa-mysiini SV:n. Rifampisiini, joka on hyvin samanlainen kuin tämän keksinnön mukaiset yhdisteet, koska ainoana erona on piperatsiiniren-kaan k-aseman typpiatomissa olevat substituent.it (metyyli sykloalkyy-lin asemasta), on eräs tunnetuimmista antibioottisista ja anti tuberkuloottisista aineista, joita on markkinoilla.

Seuraavassa ensimmäiset neljä taulukkoa osoittavat, että kun in vitro-aktiviteetti sekä ED^-arvot gram-positiivis ten mikro-organismien kokeellisia tartuntoja vastaan ovat "syklopentyylijohdannaisella" suunnilleen samanlaiset kuin rifampisiinillä, "syklopsntyyli-johdannainen" on huomattavasti vähemmän myrkyllinen kuin rifampisiini, erityisesti annostettaessa per os, niin että terapeuttiset indeksit, jotka nimenomaan koskevat oraalista annostamista, ovat edulliset uudella rifamysiinijohdannaisella. Painotamme tässä yhteydessä, että verrattaessa erilaisia lääkkeitä samassa luokassa terapeuttiset indeksit, jotka määritellään suhteena LD^Q/ED^0, riippuvat sekä aktiviteetista että vastaavasta myrkyllisyydestä, ja ne ovat luotettavimmat parametrit arvioitaessa "tehokkuutta".

Farmakologisista arvoista, joita taulukoissa on esitetty, havaitaan edelleen, että uuden rifamysiinijohdannaisen huomattava anti-tuberkulaarinen aktiviteetti on uuden tyyppinen ja huomattavasti parempi kuin rifampisiinin. Tässä kohdassa haluamme viitata yleisiin perus- 6 59102 teisiin, jotka on esitetty sivuilla 2 ja 3.

Vertailukokeiden tulokset on esitetty seuraavassa:

TAULUKKO II

"Syklopentyylijohdannaisen" ja rifampisiinin antibakteriaalinen spektri in vitro i..................

MIC (pienin estokonsentraatio pig/ml)

Kanta ____ syklopentyyli- rifampisiini j johdannainen

Staph.aureus ATCC 6538 0,005 0,002

Staph. Aureus Tour 0,005 0,005

Strept.haemolyticys C 203 ISM 0,05 0,02

Strept.faecalis ATCC 105^1 0,05 0,01

Dipl.pneumoniae UC ^1 0,05 0,01

Proteus vulgaris X 19H ATCC881 5 5 E.Coli ATCC IO536 2 1

Kleb.pneumoniae ATCC 10031 10 5

Pseud, aeruginosa ATCC 101^5 10 10

TAULUKKO III

Gram-positiivisten bakteerien kokeellinen tartunta hiirissä I rifampisiini syklopentyylijohdannainen I Kanta ^50 m8/k6 ED50 mS/ke oraali- subkutaa- oraalisesti subkutaani-sesti nisesti sesti

Staph. Aureus Tour 0,12 0,11 0,22 0,l8

Strept. haem.

C 203 ISM 0,93 0,76 2,61+ 1,7^+

Dipl.pneun. UC l+l 1,87 1,77 3,55 2,87 7 59102

TAULUKKO IV

Toksisuus hiirissä, määritetty menetelmällä, jonka ovat esittäneet Lichtfield ja Wi'Looxon, J. Pharm. Exptl. Ther., .26, 99, 19’+9.

LD^ mg/kg

Yhdiste ____ oraali sesti intraperitonaalisesti syklopentyyl.i johdannainen 3210 750 rifampisiini 770 585

Taulukko V

Oraaliset terapauttiset indeksit (T.I. = LD^q / ED^q) i oraaliset terapeuttiset indeksit ! Kanta syklopentyyll johdan- | rifampi si i.ni ' nainen · 1-----j---------

Staph. Aureus Tour 1^591 6*+l6

Strept.haem. C203 ISM 1216 828

Dipl.pneum. UC hl 90^ hll

Aktiivisuus Mycobacterium Tuberculosis H^yRv:tä vastaan:

Aktiivisuus in vitro MIC (pienin estokonsentraatio) ug/ml

Kanta -----------j- syklopentyyll j ohdannaineni rifampi si ini

Mycobacterium i tuberculosis H^RV 0,02 ! 0,05

Syklopentyylljohdannainen osoittautuu in vitro 25 kertaa aktiivisemmaksi kuin rifampisiini.

In vivo aktiviteetti: Kokeellinen tartunta Mycobacterium tuberculosis H^R^llä hiirissä:

Syklopentyylljohdannaisen ja rifampisiinin tehokkuudet tämän 8 59102 tyyppisessä tartunnassa arvioitiin hiirten"keskimääräisenä eloonjää-misaikana'1 (ST^Q) kokeen kuluessa. Tämä parametri, joka on esitetty päivinä, määritettiin menetelmän urakaan, jonka ovat esittäneet Lichtfield ja Wilcoxon, Journ. Pharm. Exp. Ther., 97, 399, 1959, tarkkailemalta eläinten kuolleisuutta kokeen kuluessa ja päiviä, jolloin kuolemat tapahtuivat. On ilmeistä, että mitä suurempi ST^q on sitä tehokkaampi on yhdisteen antama suoja.

a) Ensimmäisessä vertailukokeessa määritettiin ST^ annostamalla jokaiselle hiirelle, joita oli ryhmässä 10 kappaletta, samansuuruinen määrä "syklopentyylijohdannaista" ja vastaavasti rifampisiinia, seuraavan aikataulun mukaisesti: kaksi 20 mg/kg:n oraalista annosta yhdistettä annettiin 10. ja 17. päivänä tartuntapäivästä lukien (viikon väli annoksien välillä). Jokainen hiiri sai 50 mg/kg yhdistettä.

Kontrollihiiret tartutettiin, mutta ne eivät saaneet yhdistettä .

Saadut tulokset on esitetty alla ja ovat mielestämme itsestään selviä. Joka tapauksessa niistä käy ilmi "syklopentyylijohdannaisen" kauan kestävä vaikutus.

Annettu yhdiste ST^q (päivät) ei mitään 21 syklopentyyli j ohdannainen 105 rifampisiini 5-2,5 o) Tässä vertailukokeessa määritettiin ST^q annostamalla jokaiselle hiirelle, joita oli ryhmässä 10 kappaletta, 150 mg/kg per os rifampisiinia ja vastaavasti 30 mg/kg per os "syklopentyylijohdannais-ta" seuraavan annosaikataulun mukaisesti: rifampisiinia annettiin päivittäin 10 mg/kg peräkkäisinä päivinä 15 päivän ajan alkaen 10. päivänä tartunnasta, "syklopentyylijohdannaista" annettiin 10 mg/kg LO. 17· ja 25. päivänä tartunnasta (viikon väli kahden peräkkäisen annoksen välillä). Tulokset ovat seuraavat:

Annettu yhdiste ST^q (Päivät) ei mitään 21 syklopentyyli j ohd· ainainen 110 rifampisiini 75 ja niistä käy selville, että tavalLista alhaisempi annos uutta rifa- 9 59102 mysiiniä, juuri johtuen tämän yhdisteen kauan kestävästä vaikutuksesta, voi antaa paremman suojan kuin 5 kertaa suurempi annos rifa.npi .siinä a samassa ajassa.

c) "Syklopentyylijohdannaisen" kauan kestävä vaikutus varmistettiin myös seuraavalla vertailukokeella, jossa määriteltiin ST^ kolmen kuukauden kokeellisten tulosten pohjalta. Tässä kokeessa jokaiselle hiirelle, joita oli ryhmässä 10 kappaletta, annettiin viikottain 10 mg/kg per os "syklopentyylijohdannaista", kun taas rifam-plsiinia annettiin viikottaisena annoksena 60 mg/kg per os (10 mg/kg 6 päivänä). Testaustarkoituksin "syklopentyylijohdannaista" annettiin myös 20 mg/kg per os (viikottainen annos).

Saadut tulokset on esitetty seuraavassa:

Annettu yhdiste viikottainen annos ST^q (päivät) ei mitään - 28 syklopentyyli johdannainen 20 *+15 syklopentyylijohdannainen 10 350 rifampisiinä 60 327

Myös tässä tapauksessa tuloksena on, että annokset, jotka vastaavat 1/3 osaa rifampisiiniannoksista, antoivat paljon paremman suojan ja että parempi vaikutus, vaikkakaan ei kovin merkitsevä, saavutetaan kun keksinnön mukaista yhdistettä annetaan pitkän-ajan-annos-aikataulun mukaisesti määrinä, jotka vastaavat 1/6 osaa rifampisiini-annoksista. Kun muistetaan "syklopentyylijohdannaisen" alhaisempi oraalinen myrkyllisyys verrattuna rifampisiiniin, on selvää, että "syklopentyylijohdannainen"tuo täysin uuden ja turvallisen mahdollisuuden tuberkulaaristen sairauksien hoitoon, joissa hoitoja on usein jatkettava useita kuukausia. Tässä yhteydessä haluamme vielä uudestaan viitata selitysosan sivuille 2 ja 3· 10 5 91 0 2

Seuraavat ei-rajoittavat esimerkit kuvaavat keksintöä. Esimerkki 1 3-(*+-syklopentyyli-l-piperatsinyyli ) imi no me tyyli-rifa-

mysiini SV

0,01 moolia 3-formyylirifamysiini SV:tä liuotetaan tetrahyd-rofuraaniin ja saatuun liuokseen lisätään 0,011 moolia l-amino-^-syklo-pentyyli-piperatsiinia huoneen lämpötilassa. 30 minuutin kuluttua reaktio on loppunut koska ohutlevykromatografia seoksesta näyttää lähtöaineen 3-f’ormyylirifamysiini SV:n hävinneen. Liuotin haihdutetaan pois ja jäännös kiteytetään etyyliasetaatista. Otsikkotuote, joka sulaa 179-l80°C:sessa saadaan 55 $:n saantona.

Spektrofotometriset tiedot ovat seuraavat: maks (mp) C

i+75 15 200 33^ 26 700

Alkuaineanalyysi on sopusoinnussa teoreettisten arvojen kanssa. Lähtöaineen l-amino-^-syklopentyylipiperatsiini (k.p. 80 - 82°C/ mmHg) saadaan alkyloimalla N-nitrosopiperatsiini syklopentyylibromi-dilla etanolissa NaHCOyn läsnäollessa ja sitten pelkistämällä siten saatua l-nitroso-M-syklopentyylipiperatsiinia LiAlH^tllä etyylieette-rissä.

Esimerkki 2

3-(I+-syklobutyyl1.-1-piperatsinyyli)iminometyyli-rifamysiini SV

Otsikkoyhdiste saadaan 50 $:n saantona samalla menettelyllä kuin esimerkissä 1 ja käyttämällä l-amino-M-syklobutyyllpiperatsiinia 1-amino-L—syklopentyylipiperatsiinin sijasta. Otsikkoyhdiste sulaa 165 - 168°C:se ssa (kiteytettynä etyyliasetaatista).

Spektrofotometriset arvot ovat seuraavat: Λ maks (myi) ^ V?0 17 500 333 30 500

Alkuaineanalyysi on sopusoinnussa teoreettisten arvojen kanssa. Lähtöaine l-amino-^-syklobutyylipiperatsiinia saadaan saraan menettelyn mukaan kuin 1-amino-U-syklopentyylipiperatsiinia. Tuotetta käytettiin raajassa tilassa.

Claims (1)

11 59102 Patenttivaatimus: Menetelmä terapeuttisesti tehokkaan piperatsinyyli-imino-rifamysiiniyhdisteen valmistamiseksi, jonka kaava on Me Me MeCOO A~4 ^H n iL OH OH ^ Me Mel . | i MeO 11 Me X X ,NH j ) i Γ'" X „ CH=N-N N-CH (CH,.) 1 0 | | V. V_/ 2 n O- j--------(| 0H Me O jossa Me on metyyliryhmä, n on 3 tai !+, tunnettu siitä, että 3-formyylirifamysiini SV saatetaan kosketukseen noin 1-1,1 ekvi-molaarisen määrän kanssa aminopiperatsiinia, jonka kaava on /--\ H0N-N N-CH (CH0) 2 \___/ v_y 2 n missä n tarkoittaa samaa kuin edellä, orgaanisen inertin liuottimen läsnäollessa ympäristön ja reaktioseoksen palautuslämpötilan välisessä lämpötilassa. Förfarande för framställning av en terapeutiskt effektiv piperazinyliminorifamycinförening med formeln Me Me HO J f . Me I || MeCOO y OH α Me", 0H Ψΐ Me MeO V Me ' λ NH ί f il I /-“N > . X- CH=N-N N-CH (OH0)_ ί O ( f \......../ V / 2 n O- f ~]l OH Me C 4.