NO129626B - - Google Patents

Description

Analogifremgangsmåte til fremstilling av bronkospasmolytisk aktive cyklopentylaminobutanolderivater.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en analogi fremgangs-

måte til fremstilling av forbindelser som er effektive for be-

handling av bronkospastiske tilstander av forskjellig opprinnelse, spesielt asmatiske tilstander. Ifølge oppfinnelsen fremstilles således bronkospasmolytisk aktive forbindelser med formelen:

og terapeutisk akseptable salter derav, hvor R er hydrogen'-eller alkanoyl-grupper inneholdende 2-5 karbonatomer.. V.-!') Det er kjent et stort antall N-substituerte 1*-( 3 1 . -, *t 1-dihydroksyfenyl)-2-aminopropanoler og b.utanoler med bronkbspasmo-lytisk aktivitet, men forbindelser av denne type med de to hydroksylgruppene i 3,4-stilling i benzehringen angripes i organismen av visse enzymer, f.eks. katekol-O-metyitransferase (COMT).som . blant annet finnes i leveren. Forbindelsen vil på grunn av et slikt angrep bli inaktivert'og derfor har'stoffer av denne type kort varighet. Forbindelser„med de to hydroksylgruppene i 3,5-stillingen i benzenringen angripes imidlertid ikke av COMT. Noen•forbindelser av denne sistnevnte type er kjente. Blant de kjente forbindelser er

som beskrives i britisk patent nr.' 920.623.

Det er overraskende funnet at forbindelsene med

formel I kombinerer lang varighet med en meget svak^virkriing på hjertet. Denne verdifulle og uventede kombinasjon av egen-skaper betyr at forbindelsene fremstilt ifølge oppfinnelsen viser en forskjellig affinitet til g-reseptorene i hjertemuskelen sammenlignet med affiniteten til 3-reseptorene i bronkie-musklene, og skyldes sannsynligvis det faktum at 6-reseptorene i disse to organer ikke er identiske.

Ifølge oppfinnelsen oppnås forbindelsene .med den ovenfor angitte formel I ved at en forbindelse med formelen:

hvor R er hydrogen,' alkylgrupper méd høyst'5_karbonatomer, acylgrupper med høyst 5 karbonatomer eller mono- eller bicykliske

2 aralkylgrupper med høyst 11 karbonatomer, og hvor R er hydrogen eller mono- eller bicykliske aralkylgrupper med høyst 11 karbon-

atomer, reduseres for dannelse av en forbindelse med

formelen

1 2

hvor R og R har de ovenfor angitte betydninger, hvoretter,

om nødvendig, forbindelsen med formel III, hvis R er en alkylgruppe, omsettes med et eter-avspaltende middel; hvis R"*"

er en acylgruppe, behandles med, en syre; og hvis R og/eller R er aralkylgrupper, underkastes hydrogenolyse,- for erstatning

av disse grupper med hydrogen, hvoretter, om ønsket, den erholdte forbindelse med formel I spaltes i dens optiske isomerer, og/eller omdannes til terapeutisk, akseptable salter derav.

Reduksjonen av forbindelsene med formel II kan ut-

føres f.eks.

a.) ved katalytisk reduksjon, f. eks. med Raney-nikkel, palladium-trekull eller platinaoksyd, eller b) ved kjemisk reduksjon, f.eks. med litiumaluminiumhydrid eller natriumborhydrid, idet R<1> da er en hydroksy-beskyttende gruppe, eller

c) ved kjemisk reduksjon av karbonylgruppen, f.eks.

med litiumaluminiumhydrid eller natriumborhydrid, hvoretter de •12.. hydroksybeskyttende grupper R og R fjernes ved katalytisk reduksjon f.eks. med palladium-trekull eller platinaoksyd.

Hvis R"<*>" i formel II er en alkylgruppe, . kan denne erstattes med hydrogen ved eter-avspaltende midler, f.eks. ved bruk av bortribromid,:ved lav.temperatur eller ved oppvarming med hydrogenhalogenider. Hvis R1 i formel II er en acylrest kan denne avspaltes ved behandling med syrer. Hvis R og/eller R 2 i . formel II er aralkyl kan disse grupper fjernes ved hydrogenolyse.

Når R^ er ._en aralifatisk gruppe slik som benzyl, kan

den avspaltes ved - katalytisk hydrogenering samtidig med reduk-

sjon av karbonylgruppen. Erythro- eller threo-formen eller en blanding av disse oppnås derved på analog måte med andre synteser på dette området. Erythroformen er den aktive form ved behandlingen

av bronkospastiske tilstander.

Når R er en alkanoylgruppe inneholdende 2-5 karbonatomer oppnås forbindelser som i farmakologisk henseende er praktisk talt like effektive- som de tilsvarende forbindelser hvor R er hydrogen.

Forbindelsene som fremstilles ifølge oppfinnelsen har to asymmetriske karbonatomer og eksisterer i to diastereoisomere former som hver kan isoleres og spaltes på hvilken som helst i og for seg kjent spaltningsmetode for et amin.

Racematet som oppnås ved de ovenfor angitte reak-' sjoner kan lett spaltes til deres enantiomere forbindelser ved omdannelse av den frie basen til et salt eller et amid av en optisk aktiv syre og regenerering av aminet etter den vanlige separering av den således oppnådde diastereoisomere blanding.

Utgangsmaterialene med formel II kan oppnås på en hvilken som helst ønsket måte. Noen av de mulige metoder fremgår av de følgende reaksjoner: ,

I formlene ovenfor er Z^" fortrinnsvis en beskyttende alifatisk gruppe.

I de ovenfor angitte formler er Z 2 fortrinnsvis en beskyttende aralifatisk gruppe.

De nye forbindelsene som fremstilles ifølge oppfinnelsen er gode bronkodilatorer og har bare en meget svak kardioakselererende virkning. Forbindelsen l-(3<1>, 5^-dinydroksy-fenyl)-2-(cyklopentylamino)-butanol har således vist seg å være en kraftig bronkodilator med langvarig virkning og ved testing på et isolert kaninhjerte er den kardioakselererende virkning mindre enn 1/1000 av den til adrenalin. Forholdet mellom den hjertestimulerende virkning og den bronkodilatoriske virkning har også blitt demonstrert på elektrisk stimulert hjertefor-kammer fra marsvin og spiralskåret luftrørpreparat når begge preparater ble tilsatt til det samme bad. Når forbindelsen av formel I langsomt ble infusert i badoppløsningen, ble det oppnådd bronkodilatering uten noen virkning på hjertemuskel-preparatet.

De nye forbindelsene kan administreres i form av salter med fysiologisk akseptable syrer. Egnede syrer som kan anvendes er f.eks. saltsyre, hydrogenbromsyre, svovelsyre, furmarsyre, sitronsyre, vinsyre, maleinsyre eller ravsyre.

De fremstilte forbindelser kan anvendes i preparater beregnet for oral, bronkial, rektal, parenteral eller topisk administrering.

For fremstilling av farmakologiske preparater i form av doseringsenheter for oral anvendelse inneholdende en forbindelse av formel I i form av den frie base, eller et farmakologisk akseptabelt salt derav, kan den aktive bestanddel blandes med fast pulverformet bærer, f.eks. laktose, saccarose, sorbit, mannit, stivelse slik som potetstivelse, maisstivelse eller amylopektin, et cellulosederivat eller gelatin, og kan også omfatte smøremidler slik som magnesium- eller kalsiumstearat eller en "Carbowax eller andre polyetylenglykolvokser og sammenpresses til tabletter eller kjerner for drageer. Hvis drageer skal fremstilles, kan kjernene belegges med f.eks. konsentrerte sukkeroppløsninger som kan inneholde gummi arabikum, talkum og/eller titandioksyd, eller de;''kan alternativt belegges med en ,1-akk oppløst i lettf-lyktige '■ /" organiske oppløsnangsmidler eller blandinger av slike opp-r---løsningsmidler. Fargestoffer kan tilsettes til disse belegg.

Ved fremstilling av myke gélåtinkapsler (perleformede lukkede ''■' kapsler) bestående av gelatin og f. eks. glycerol',"'éTlér<:>'lignende lukkede -kapsler , > kan '-den akt'ive-'f brbihdelse- blandes méd en "Carbowax'^"...Hårde gélåtinkapsler kan•inneholde granulater åv '• den -aktive forbindelse sammen :med faste pulverformede bæreré slik som-laktose, saccarose,sorbit, mannit, stivelse (f.eks. potetstivelse, maisstivels'e eller amylopektin), céllulosederi-vater eller gelatin, og kan også inneholde-magnesiumstearåt eller stearinsyre. Doseringsenheter for rektal anvendelse kan-"være i form av suppositorier"omfattende dén aktive forbindelse i'blanding med en nøytral fettbase, eller rektalkapsler av gelatin om-fattende den aktive"forbindelse i blanding med en "Carbowax ®" eller andre polyetylenglykolvokser. Hver doseringsenhet inneholder fortrinnsvis' 0,5-50'-mg av den aktive forbindelse.

Flytende preparater for oral anvendelse kan være i form av oppløsninger, suspensjoner eller emulsjoner, f.eks. inneholdende fra ca. 0,1 til 20 'vekt-5? av den'aktive forbindelse og også, om ønsket, slike hjelpemidler som stabiliseringsmidler, smaksstoffer og/eller søtningsmidler.

Flytende preparater for rektal administrering kan være 1 form av vandige oppløsninger inneholdende fra ca. 0,1 til 2 vekt-% av den aktive forbindelse og også, om ønsket, stabiliseringsmidler og/eller bufferstoffer.

For parenteral anvendelse ved injeksjon kan bæreren være en steril, parenteralt akseptabel væske f.eks. pyrogen-fritt vann eller en vandig oppløsning av polyvinylpyrrolidon, eller en parenteralt akseptabel olje f.eks. arachis-olje og eventuelt stabiliserende midler og/eller bufferstoffer. Doseringsenheter i oppløsningen kan med fordel innelukkes i ampuller hvor hver doseringsenhet fortrinnsvis inneholder fra 0,05 til 5 mg aktiv bestanddel.

For administrering til bronkiene foretrekkes

en sprayoppløsning eller -suspensjon. Denne inneholder

fortrinnsvir frå 'G:, 1 til '10 vekt-% aktiv'bestanddel .' " "

Oppf innéTsén; illustre res'' vecT hj e;lp av' følgende ' eksemplér. Eksempel :.T'." ' Frems tilling av' l'-'( 3^5^-dihydrbksyf ényl) - 2 - ( cyklb-

pentylamino).-. butanolsulfat;...

: 21,, 4 g ,3.^, 5^-dibenzy løksy- 2-cyklopentylami>no-butyro- •:> fenonhydrobromid.- ble^.gj ort alkalisk - med 10% mandig hatriumkarbonat og basen ble ekstrahert med eter. Eterfasen ble vasket med vann og tørket over mågnesiumsulfat og deretter; fordampet-. Den gjen-værende olje. ble oppløst i 50 ml. etanol pg- 6,0 g natriumborhydrid ble tilsatt. Den omrørte reaksjonsblanding ble.oppvarmet ' på et vannbad i tp timer og deretter inndampet. Etter tilsetning-; av 50 ml 5 N natriumhydroksydoppløsning,-ble basen ekstrahert .. med eter.. Eterfasen ble inndampet og resten - tørket med etanol/.. benzen, utbytte 16,6 g.

10,0 g av denne base ble oppløst, i. eter- og. 100- ml . - ■ 2 N svovelsyre ble tilsatt og.omrøring.ble-foretatt i to timer.

Det oppnådde krystallinske produkt ble frafiltrert og vasket med vann og eter. Smeltepunkt 91°-92°C.

1- ( 31» 51-dibenzyloksyfenyl )-2-rcyklopentylaminobutanol- : sulfat ble oppløst i 150 ml iseddik og hydrogenert i et Parr- . trykkreaksjonsapparat ved 50°C. og et trykk-på 5 atmosfærer over . natten. Katalysatoren ble frafiltrert og filtratet inndampet. Resten ble oppløst i vann og på nytt inndampet for å fjerne spor av iseddik. Utbytte 4,0 g. Dette produkt ble opp].øst i vann. Etter filtrering ble pH-verdien innstilt til 5,6 (pH-meter) med tilsetning av 0,1 N natriumhydroksydoppløsning. Vannfasén ble inndampet til tørrhet og resten tørket flere ganger med etanol/ benzen. Absolutt metanol ble tilsatt til resten og delvis opp-løselig natriumsulfat frafiltrert. Metanolen ble. inndampet og. resten krystallisert fra etanol. Utbytte 2,0 g, smeltepunkt 173°-174°C.

Det benyttede utgangsmateriale ble oppnådd som følger: Fremstilling av 3<1>,5"'"-dibenzyloksy-2-cyklopentylaminobutyrofenon hydrobromid

21,9 g 3"'"J5"''-dibenzyloksy-2-bromobutyrofenon ble opp-løst i 50 ml tørr benzen og 954 g cyklopentylamin ble tilsatt. Reaksjonsblandingen ble kokt under tilbakeløp og omrørt i 15 timer. Cyklopentylaminhydrobromidet som ble dannet ved reak-

sjonen ble frafiltrert, utbytte 7,8 g. Benzenfasen ble inndampet og den resterende olje ble oppløst i eter. Den omrørte eteroppløsning ble behandlet med 100 ml 20% hydrogenbromsyre i en time. Det oppnådde krystallinske produkt ble frafiltrert og vasket med vann og eter. Utbytte 21,4 g, smeltepunkt 90°-100°C. Br" (beregnet) = 15,2%, Br" (funnet) =15,4$.

Eksempel 2. Fremstilling av 1-(3<1>,5^-diacetoksyfenyl)-2-cyklopentylamino) butanol- hydroklorid

°>5 g 3<1>»5<1_>diacetoksy-2-cyklopentylamino-butyro-fenonhydroklorid ble oppløst i 50 ml etanol og 0,2 g 10%

Pd/C ble tilsatt. Blandingen ble hydrogenert i et Parr-trykk-reaksjonsapparat i 6 timer ved 4 atmosfærer. Katalysatoren ble frafiltrert og filtratet inndampet. Resten kry-stalliserte over natten og ble vasket med eter. Dette ga et utbytte på 0,4 g ( 80%), smp. 210°C (Kofler varmebenk).

Den benyttede utgangs forbindelse ble oppnådd som følger: 3,0 g 3^,5^-dihydroksy-2-cyklopentylamino-butyro-fenonhydroklorid ble suspendert i 150 ml acetonitril, 3,1 g acetylklorid ble tilsatt og blandingen ble kokt under tilbake-løp i 18 timer. Etter inndamping ble resten oppløst i etanol og krystallisert med eter. Utbytte: 1,5 g (39%), smp. 140°C (Kofler varmebenk).

Eksempel 3. Fremstilling av 1-(3<1>,5<1->diisobutyroksyfenyl)-2-( cyklopentylamino)- butanol hydroklorid

2,0 g 3"^,5<1>"-diisobutyroksy-2-cyklopentylamino-butyrofenonhydroklorid ble oppløst i 100 ml etanol og 0,3 g 10% Pd/C ble tilsatt. Blandingen ble hydrogenert i et Parr-trykk-reaksjonsapparat i 6 timer ved 4 atmosfærer. Katalysatoren ble frafiltrert og filtratet inndampet. Resten kry-stalliserte over natten og ble vasket med eter. Dette ga den ønskede forbindelse i et utbytte på 1,7 g (85%), smp. l60°C (Kofler varmebenk).

Den benyttede utgangsforbindelse ble oppnådd som følger: 3,-5 g 3<1>,5<1_>dihydroksy-2-cyklopentylamino-butyrofenon-hydroklorid ble suspendert i 150 ml acetonitril, 7,0 g isobutyryl-klorid ble tilsatt og tilbakeløpskoking ble foretatt i 6 dager. Blandingen ble inndampet og resten oppløst i etanol og 1 liter eter ble tilsatt hvoretter det hele ble anbragt i et kjøleskap natten over. Dette ga utfelling av krystaller. Utbytte: 2,7 g (46%), smp. 170°C (Kofler varmebenk). Farmakologiske forsøk

a) Bronkospasmolytisk effekt

Den bronkospasmolytiske effekt til 1-(31,5 -dihydroksy-fenyl)-2-(cyklopentylamino)-butanol ble sammenlignet med den til de kjente forbindelsene adrenalin og 1-(3<1>,5<1_>dihydroksyfeny1)-2-(i-propylamino)-etanol (isoprenalin) på spiralskåret luftrør fra- marsvin ifølge den metode som opprinnelig er beskrevet av Castillo og Bey (J.Pharmacol.Ezptl.Therap. 90 (1947), 104) .og senere modifisert av Constantine (J.Pharm.Pharmacol. 17 (1965) 384). I dette forsøk var virkningen til 1-(3<1>,5<1->dihydroksyfenyl)-2-(cyklopentylamino)-butanol omtrent 0,6 ganger virkningen til adrenalin- Isoprenalin var i dette forsøk omtrent 13 ganger mer effektivt enn adrenalin. Man studerte virkningen in vivo til 1-(3<1>,5<1->dihydroksyfenyl)-2-(cyklopentylamino)-butanol for be-skyttelse av marsvin mot bronkospasmer når forbindelsen var anbragt i en histaminaerosol. Forbindelsene ble injisert i.p. 15 minutter før aerosolbehandlingen. Dyr som ikke ble påvirket etter 4 minutters opphold i aerosolen,ble ansett som beskyttet. Den dose som beskyttet 50% av dyrene ved 4 minutters opphold i aero-solen, ble betegnet ED 50. Virkningen til 1-(31,5^-dihydroksy-fenyl)-cyklopentylamino-butanol gitt per os ble også studert. Resultatene er gitt i tabell I. Isoprenalin ble benyttet som referanseforbindelse.

Ved testing in vivo, ifølge Konzett. & Rossler, (Arch. .. Exp. Path, Pharmak. 1.95 71 (1940)) ble det funnet at den bronkospasmolytiske. virkning etter i.v. administrasjon var ca. 0,07 ganger den til isoprenalin, ved forsøk på katter og ca. 0,04 ganger, den-til.isoprenalin.ved forsøk på hunder.

b) Virkning på hjertet

Forholdet mellom den hjertestimulereridé virkning.og'

den bronkodilatoriske virkning, ble studert in vitro på;venstre. hjertekammer til marsvin. For å sammenligne virkningen på hjerte og virkningen på bronkiemuskler under identiske eksperimentelle betingelser, ble både forkammeret, elektrisk stimulert, og det spiralformede luftrør plasert i samme bad iKreb's oppløsning. Begge preparater, ble tatt fra samme dyr. Forbindelsen som skulle undersøkes, ble langsomt infusert i badoppløsningen. På denne måte ble konsentrasjonen av forbindelsen langsomt hevet og det. var lett å observere på hvilken muskel forbindelsen' var mest effektiv. Adrenalin og isoprenalin ble benyttet som referansestoffer. Adrenalin forårsaker bronkodilatering og hjertemuskelstimulering i samme konsentrasjonsområde. Infusjon ble foretatt i løpet av. 10, minutter... Etter vasking og gjen-vinning .ble testoppløsningen infusert på samme måte som beskrevet for. adrenalin•og isoprenalin og virkningen på de to preparater av dette middel kunne lett sammenlignes med den til adrenalin og isoprenalin. Resultatene er angitt, i tabell II nedenfor. Virkningen. av adrenalin på hjertemusklen er gitt verdien 1.0 .

Det ble funnet at forbindelsen fremstilt ifølge oppfinnelsen ikke ga. noen virkning på hjertepreparatet i doser på opptil 0,4 mg/ml.

Den hjertestimulerende virkning ble også studert på isolert kaninhjerte (Langendorff-preparat). Den hjerteakselererende virkning- til forbindelsen av formel I ble funnet å være meget

svak, mindre enn 0,001 ganger den til adrenalin.

Dette innebærer at hovedforbindelsen ifølge oppfinnelsen har en meget svakere hjerteakselererende éffekt enn f.eks. de forbindelser som beskrives i norsk patent 124.723, dys. forbindelser med- formelen:

hvor R er hydrogen eller alkanoyl med høyst 5 karbonatomer. Forbindelsen med ovenstående formel hvor R er hydrogen har

en hj erteakselererende ef.'ekt som er 1/50 av effekten hos adrenalin (kfr. side 17? linje 11 i norsk patent 124.723) og denne forbindelsen gir altså mer enn 20 ganger sterkere bi-virkninger på hjertet enn hovedforbindelsen oppnådd ifølge foreliggende oppfinnelse.

Tilsvarende sammenligning med hensyn til den ønskede bronkospasmolytiske effekt viser at ovennevnte forbindelse ifølge norsk patent 124,723 er høyst tre ganger mer effektiv enn hovedforbindelsen oppnådd.ifølge foreliggende oppfinnelse, hvilket kombinert med ovenstående data innebærer at sistnevnte forbindelse har en bedre bronkoselektiv virkning.

Denne verdifulle og uventede egenskap gjør forbindelsene fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse spesielt egnet:for'behandling av bronkospastiske tilstander, slik som astma og andre beslektede sykdommer som påvirker respirasjons-systemet.

c) Toksisk forsøk

Toksisiteten til 1-(3<1>,5<1->dihydroksyfenyl)-2-(cyklo-pentylamino )-butanol overfor mus (30 dyr) etter subkutan administrasjon ble bestemt, og LDj-q-verdien ble funnet å være 400 -•30 mg/kg.

Claims (1)

1. Analogifremgangsmåte til fremstilling av bronkospasmolytisk virksomme forbindelser med formelen:

   hvor R er hydrogen eller alkanoylgrupper med 2-5 karbonatomer, og terapeutisk akseptable salter derav, karakterisert ved at en forbindelse med formelen: hvor R"*" er hydrogen, alkylgrupper med høyst 5 karbonatomer, acylgrupper med høyst 5 karbonatomer eller mono- eller bicykliske aralkylgrupper med høyst 11 karbonatomer, og hvor R 2er hydrogen eller mono- eller bicykliske aralkylgrupper med høyst 11 karbonatomer, reduseres for dannelse av en forbindelse med formelen: 12 .. hvor R og R har de ovenfor angitte betydninger, hvoretter, om nødvendig, forbindelsen med formel III, hvis R<1> er en alkylgruppe, omsettes med et eter-avspaltende middel; hvis R<1> er en acylgruppe, behandles med en syre; og hvis R 1 og/eller R 2 er aralkylgrupper, underkastes hydrogenolyse, for erstatning av disse grupper med hydrogen, hvoretter, om ønsket, den erholdte forbindelse av formel I spaltes i dens optiske isomerer, og/eller omdannes til terapeutisk akseptable salter derav.