NO178303B - Analogifremgangsmåte for fremstilling av terapeutisk aktive kinuklidinforbindelser - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremstilling av terapeutisk aktive kinuklidinforbindelser. De nye forbindelsene er anvendbare som stimuleringsmiddel for den kognitive funksjon til forhjernen og hippocampus hos pattedyr, og spesielt ved behandlingen av Alzheimers sykdom.

I den generelt forbedrede helsesituasjon i den vestlige verden er aldersrelaterte sykdommer mye mer vanlige nå enn tidligere, og vil sannsynligvis bli enda mer vanlig i frem-tiden .

Ett av de aldersrelaterte symptomer er en reduksjon av de kognitive funksjoner. Dette symptom er spesielt uttalt i den patofysiologiske sykdom kjent som Alzheimers sykdom. Denne sykdom er kombinert med, og også svært sannsynlig for-årsaket av, en opp til 90% degenerering av de muscarine cholinerge neuroner i nukleus basalis, som er en del av sub-stantia innominata. Disse neuronene stikker frem til for-sidebarken og hippocampus, og de har en generelt stimulerende effekt på de kognitive funksjoner til forhjernen, samt til hippocampus, nemlig læring, assosiasjon, konsolidasjon og erkjennelse.

Det er et kjennetegn ved Alzheimers sykdom at selv om de cholinerge neuroner degenererer, så eksisterer fortsatt de postsynaptiske muscarine reseptorer i forhjernen og hippocampus. Muscarine cholinerge agonister er derfor anvendbare ved behandlingen av Alzheimers sykdom og til forbedring av de kognitive funksjoner hos eldre folk.

Det er godt kjent arecolin (methyl-l-methy1-1,2,5,6-tetrahydropyridin-3-carboxylat) er en slik cholinerg agonist.

Arecolin har imidlertid en svært kort biologisk halv-eringstid og en liten adskillelse mellom sentrale og peri-fere muscarine effekter. Dessuten er arecolin en ganske giftig forbindelse.

Følgelig er det et formål med oppfinnelsen å frem-stille nye muscarine cholinerge forbindelser.

De nye forbindelser fremstilt ifølge oppfinnelsen har den generelle formel I:

hvor R<3> er hvor R' er C3_8-alkyl, C3_8-cycloalkyl eller C1_4-alkoxy-C1.4-alkyl, og

eller farmasøytisk akseptable salter derav.

Eksempler på slike salter omfatter uorganiske og organiske syreaddisjonssalter, slik som hydroklorid, hydrobromid, sulfat, fosfat, acetat, fumarat, maleat, citrat, lactat, tartrat, oxalat eller lignende farmasøytisk akseptable, uorganiske eller organiske syreaddisjonssalter.

Forbindelsene fremstilles ifølge oppfinnelsen ved en analogifremgangsmåte som er kjennetegnet ved at

a) et reaktivt derivat av en forbindelse med formel II

omsettes med en forbindelse med formel III hvor R' og har de ovenfor definerte betydniner, hvorved det fås en forbindelse med den generelle formel I, hvor R3 er

hvor R' har den ovenfor definerte betydning, eller

b) en forbindelse med formel IV

hvor har den ovenfor definerte beytydning, omsettes med NH2OH og den derved dannede forbindelse omsettes med R'-C0C1 eller (R'-CO)20, hvor R' har den ovenfor definerte betydning, hvorved det fås en forbindelse med formel I, hvor R<3> er

hvor R' har den ovenfor definerte betydning, og, om ønsket, en erholdt forbindelse omdannes til et farmasøytisk akseptabelt salt derav.

De farmakologiske egenskaper til forbindelsene fremstilt ifølge oppfinnelsen kan illustreres ved å bestemme deres evne til å inhibere den spesifikke binding av <3>H-QNB ( 3H-kinuklidinylbenzilat) med 50%. Inhibitorvirknmgen av et stoff etter <3>H-QNB-binding til hjernemembraner gjenspeiler stoffets affinitet til muscarine acetylcholine reseptorer.

(Yamamura, H.I. og Snyder, S.H., Proe. Nati. Acad. Sei, 71, 1725-29 (1979). Testen utføres på følgende måte: Nylig fjernet, hel forhjerne fra Wistar-rotter av hann-kjønn (200-250 g) homogeniseres ved hjelp av en Ultra-Turrax homogenisator (5-10 sekunder) i volumer med 0,32 M sucrose. Homogenatet sentrifugeres ved 4300 x g i 5 minutter. Pelleten kasseres og supernatanten sentrifugeres ved 40.000 x g i 15 minutter. Sluttpelleten rehomogeniseres i 15 mM KI^PO^,

pH 7,1 (1000 ml pr. g av opprinnelig vev), og dette råprepa-rat av membran brukes til bindingsanalyser. Til 2,5 ml vev-suspensjon tilsettes 25 yl testoppløsnmg* og 25 \ il <3>H-QNB (1 nM sluttkonsentrasjon). Prøver blandes grundig og inku-beres ved 37°C i 20 minutter. Etter inkubasjon helles prøvene direkte over på GF/C-glassfiberfiltere under avsugning og vaskes øyeblikkelig to ganger med 10 ml buffer ved 0°C. Ikke-spesifikk binding bestemmes in duplo under anvendelse av atropin (1 ug/ml, sluttkonsentrasjon) som teststoff. Mengdene av radioaktivitet på filtrene bestemmes ved hjelp av konvensjonell væskescintillasjonstelling. Spesifikk binding er total binding minus ikke-spesifikk binding. ;<*> Testforbindelse oppløses i 10 ml 96% ethanol (om nød-vendig, surgjort ved hjelp av 25 ul IN HC1 og oppvarmet på et dampbad i mindre enn 5 minutter) ved en konsentrasjon på 0,22 mg/ml. Tre fortynninger gjøres i 48% ethanol (1,1 ug/ml, 11 ug/ml og 110 iig/ml) . Konsentrasjoner på 10, 100 og 1000 ng/ml (sluttkonsentrasjon) tilsettes til dobbeltanalysene.

25 - 75% inhibering av spesifikk binding må oppnåes før be-regning av ICj-q. Testverdien vil være angitt som IC^q (konsentrasjonen (yg/ml) av teststoffet som inhiberer den spesifikke binding av <3>H-QNB med 50%). -

hver CQ er spesifikk binding i kontrollanalyser og Cx er den spesifikke binding i testanalysen (beregningen forutsetter normal massevirknings-interaksjon).

Tabellen nedenunder viser sammenlignende farmasøytiske data for representative forbindelser fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse og strukturelt nært beslektede forbindelser ifølge norsk patent nr. 169 439. Den farmasøytiske test er inhibering av <3>H-oxotremorinbinding til cerebrale cortex-membraner hos rotte. Oxotremorin er en muscarinagonist, og den anvendte test er anerkjent innenfor dette felt for måling av forbindelsers affinitet til de muscarine reseptorer.

De <3>H-oxoverdier som er angitt i tabellen, viser tydelig at forbindelsene fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse har en klart sterkere affinitet til de muscarine reseptorer sammenlignet med forbindelsene ifølge norsk patent nr.

169 439, og dermed har en bedre terapeutisk effekt enn de forbindelsene som er kjent fra tidligere.

På grunn av den sterke muscarine cholinerge reseptoragonistiske aktivitet er forbindelsene fremstilt ifølge oppfinnelsen svært anvendbare til behandling av symptomer for-bundet med reduksjon i de kognitive funksjoner til hjernen hos pattedyr når de administreres i en mengde som effektivt stimulerer de kognitive funksjoner til forhjernen og hippocampus. Den viktige stimuleringsaktivitet til forbindelsene fremstilt ifølge oppfinnelsen omfatter både aktivitet mot den patofysiologiske sykdom, Alzheimers sykdom, samt mot normal degenerering av hjernefunksjon. Forbindelsene fremstilt ifølge oppfinnelsen kan følgelig administreres til et individ, f.eks. en levende dyrekropp, inkludert et menneske, som trenger stimulering av de kognitive funksjoner til forhjernen og hippocampus, og om ønsket i form av et farma-søytisk akseptabelt syreaddisjonssalt derav (slik som hydro-bromidet, hydrokloridet eller sulfatet, i alle tilfeller fremstilt på vanlig eller konvensjonell måte, f.eks. inndamping til tørrhet av den frie base i oppløsning sammen med syren), vanligvis side om side med, samtidig med eller sammen med en farmasøytisk akseptabel bærer eller fortynner, spesielt og fortrinnsvis i form av et farmasøytisk preparat derav, enten ved oral, rektal eller parenteral (inkludert subkutan) vei, i en effektiv forhjerne- og hippocampus-stimulerende mengde, og i alle tilfeller i en mengde som effektivt forbedrer den kognitive funksjon hos pattedyr på grunn av deres muscarine cholinerge reseptoragonistiske aktivitet. Egnede doseområder er 1 - 100 mg daglig, 10 - 100 mg daglig og spesielt 30 - 70 mg daglig, som vanlig avhengig av den nøyaktige administrasjonsmåte, den anvendte administrasjons-form, indikasjonen som administrasjonen er rettet mot, i det involverte individ og kroppsvekten til det involverte individ, og preferansen og erfaringen til den behandlende lege eller veterinær.

Oppfinnelsen vil nedenunder blir beskrevet nærmere under henvisning til de følgende eksempler: Eksempel 1

3-(3-Cyclopropyl-l,2,4-oxadiazol-5-yl)-2,3-didehydrokinu-clidin- oxalat

181 mg (7,86 mmol) natrium ble oppløst i 45 ml absolutt ethanol. 5 g molekylsikter (type 4A) og 786 mg (7,86 mmol) cyclopropancarbojiamidoxim ole tilsatt og den resulterende blanding omrørt kraftig i 15 minuttér før tilsetning av 3-methoxycarbonyl-2,3-didehydrokinuclidin, HC1, fremstilt som beskrevet av Grob et al., Heiv. Chim. Acta. (1954), 37,

1689. Raaksjonsblandingen ble oppvarmet ved 80°C i 18 timer." Oppløsningen ble så filtrert fra molekylsiktene og oppløs-ningsmidlet ble fjernet under vakuum. 50 ml ether ble tilsatt til resten etterfulgt av 25 ml vann, og den organiske fase ble fraskilt. Vannfasen ble ekstrahert med 3 x 50 ml

ether, og de sammenslåtte etherfaser ble tørket (Na2S0^) og inndampet, hvorved man fikk en olje. Dette materialet i 50 ml diklormethan ble behandlet i 15 minutter ved 2 0°C med 3 g (26,79 mmol) kalium-t-butoxyd. Etter filtrering ble det fra filtratet isolerte materiale kromatografert på silikagel ved eluering med ethylacetat/methanol (3,2:1). Tittelforbindelsen ble isolert som oxalatsaltet, sm.p. 189,0°C.

Eksempel 2

A. 3-( 3- isopropyl- l. 2, 4- oxadiazol- 5- yl)- kinuclidin- oxalat

224 mg (9,74 mmol) natrium ble oppløst i 45 ml absolutt ethanol. 5 g molekylsikter (type 4A) og 993 mg (9,74 mmol) isopropancarboxamidoxim ble tilsatt, og den resulterende blanding omrørt kraftig i 15 minutter før tilsetning av 3-methoxycarbonyl-kinuclidin HC1, fremstilt som beskrevet av Grob. et al. i Heiv. Chim. Acta. (1954), 3_7, 1689. Reaksjonsblandingen ble oppvarmet ved 80°C i 18 timer. Oppløs-ningen ble så filtrert fra molekylsiktene og oppløsnings-midlet ble fjernet under vakuum. 50 ml ether ble tilsatt til resten etterfulgt av 25 ml vann, og den organiske fase ble fraskilt. Vannfasen ble ekstrahert med 3 x 50 ml ether og de sammenslåtte etherfaser ble tørket (Na2SO^) og inndampet, hvorved man fikk titteloxadiazolet som en olje. Produktet ble ytterligere renset som oxalatsaltet, sm.p. 118-119°C.

På nøyaktig samme måte ble de følgende forbindelser framstilt:

B. 3-( 3- butvl- l, 2, 4- oxadiazol- 5- yl)- kinuclidin- oxalat Smp. 122-124°C.

C. 3-( 3- metoksymetyl- l, 2. 4- oxadiazol- 5- yl)- kinuclidin- oxalat

Smp. 107-108°C. D. 3-( 3- cyclopropyl- l, 2, 4- oxadiazol- 5- yl)- kinuclidin- oxalat Smp. 156-157°C.

Eksempel 3

A. 3-( 5- propyl- l, 2, 4- oxadiazol- 3- yl)- 2, 3- didehydrokinuclidin-oxalat

Til en oppløsning av 575 mg (25 mmol) natrium i 20 ml methanol ble det tilsatt en oppløsning av 1,55 g (22 mmol) hydroxylaminhydroklorid i 20 ml methanol. Blandingen ble om-rørt i 30 minutter og filtrert. Til filtratet ble en opp-løsning av 1,2 g (9 m mol) 3-cyano-2,3-didehydrokinuclidin (Heiv. Chem. Acta. 4_0, 2170 (1957)) i 5 ml methanol tilsatt og reaksjonsblandingen ble omrørt ved værelsetemperatur i 48 timer. Etter inndamping ble resten oppslemmet i 25 ml absolutt ethanol, filtrert og inndampet, hvorved man fikk 2,3—didehydrokinuclidinamid-oximet. Amidoximet (700 mg) ble oppløst i smørsyreanhydrid og omrørt"ved 100°C i 16 timer. Etter inndamping ble resten oppløst i 10 ml av en mettet kaliumcarbonatoppløsning og det ble ekstrahert med 3 x 75 ml ether-. De sammenslåtte organiske faser ble tørket og inndampet. Resten ble renset (kolonnekromatografi med 1,2-di-klorethan/methanol (9:1) som elueringsmiddel). Utkrystalli-sering som oxalatsaltet fra aceton ga tittelforbindelsen i et utbytte på 300 mg. Sm.p. 155-157°C.

B. 3-( 5- cyclopropyl- l, 2, 4- oxadiazol- 3- yl)- 2, 3- didehydro-kinuclidin- oxalat

Denne forbindelse ble syntetisert som beskrevet ovenfor ved å bruke cyclopropancarboxylsyreklorid etterfulgt av ringslutning i toluen under tilbakeløpskjøling i stedet for smørsyreanhydrid. Sm.p. 170-172°C.

Claims (1)

1. Analogifremgangsmåte for fremstilling av terapeutisk

   aktive kinuklidinforbindelser med den generelle formel I

   hvor

   R<3> er

   eller

   hvor R' er C3.8-alkyl, C3_8-cycloalkyl eller C1.4-alkoxy-C1.4-alkyl, og

   eller

   eller farmasøytisk akseptable salter derav, karakterisert ved at a) et reaktivt derivat av en forbindelse med formel II

   omsettes med en forbindelse med formel III

   hvor R' og

   har de ovenfor definerte betydninger, hvorved det fås en forbindelse med den generelle formel I, hvor R3 er

   hvor R' har den ovenfor definerte betydning, eller b) en forbindelse med formel IV

   hvor

   har den ovenfor definerte betydning, omsettes med NH2OH og den derved dannede forbindelse omsettes med R'-C0C1 eller (R'-CO)20, hvor R' har den ovenfor definerte betydning, hvorved det fås en forbindelse med formel I, hvor R3 er

   hvor R' har den ovenfor definerte betydning, og, om ønsket, en erholdt forbindelse omdannes til et far-masøytisk akseptabelt salt derav.