NO760113L

NO760113L -

Info

Publication number: NO760113L
Application number: NO760113A
Authority: NO
Inventors: A Assandri; G Lancini; G Volpe; B Cavalleri
Original assignee: Lepetit Spa
Priority date: 1975-01-15
Filing date: 1976-01-14
Publication date: 1976-07-16
Also published as: GB1480192A; AR207804A1; FR2297623B1; GR59991B; IN141389B; RO69138A; DK153839C; JPS5195069A; AU8787575A; NZ179762A; DE2600538B2; IL48751A0; NL175413C; DE2600538C3; FR2297623A1; ATA13576A; PL98602B1; DE2600538A1; IE42462B1; IE42462L

Description

Oppfinnelsen angår følgende 2-nitroimidazolderivat, med formel

nemlig 5-((1-hydroksy-l-metyl)etyl)-l-metyl-2-nitroimidazol,

anvendelse av denne forbindelse som et effektivt antibakterielt middel og farmasøytiske preparater som inneholder ovennevnte forbindelse med formel I som aktiv ingrediens.

En annen side ved oppfinnelsen er en fremgangsmåte

for bekjempelse av infeksjoner fra Trichomonas vaginalis hos pattedyr.

2-nitroimidazoler er en klasse forbindelser som har

vært og fremdeles blir utstrakt forsket både fra kjemisk syns-

punkt, på grunn av en ny syntesemetode som kan anvendes for deres fremstilling (G.C. Lancini og Lazzari, Experientia, 21, 83, 1965)

og fra farmakologisk synspunkt på grunn av meget interessante antimikrobielle egenskaper, spesielt med hensyn til fremragende virkning mot eksperimentell infeksjon med Trichomonas vaginalis (G.C. Lancini et al., J. Med. Chem., 12, 775, 1969).

Imidlertid er forbindelsen med ovenstående formel I

selv om den er strukturelt lik andre 2-nitroimidazoler som kjennes fra tidligere, ny i seg selv idet det ikke angis noen konkrete eksempler på 2-nitroimidazoler substituert i 5-stilling med en hydroksyalkylgruppe hvor hydroksyradikalet er bundet til et tertiært karbonatom direkte bundet til imidazolkjernen. F.eks.

beskrives alkylsubstituerte 2-nitroimidazoler i U.S. patent 3.42O.842 og 3«449«967>i sistnevnte patent nevnes også tilsvarende deoksyforbindelse av ovennevnte forbindelse med formel I, nemlig 5-isopropyl-l-metyl-2-nitroimidazol. Syd-afrikansk patent 4723 angir blant andre 5-hydroksymetyl-l-metyl-2-nitroimidazol, hvor karbonatomet som bærer hydroksylgruppen klart er et primært karbonatom, mens belgisk patent 741*692 dekker en generell klasse forbindelser med fomel ; ; hvor substituentene R-^og Rp er definert på en slik måte at når en av dem betegner lavalkyl, vil den andre betegne hydroksy-lavalkyl. ;Selv om forbindelsen i henhold til foreliggende oppfinnelse formelt omfattes av ovenstående generelle formel vil man bemerke at i det nevnte belgiske patent finnes bare konkrete eksempler på 5-hydroksy-lavalkylsubstituenter hvor hydroksy-lavalkylgruppene er 2-hydroksyetyl eller 2-hydroksypropyl, dvs. bare primære eller sekundære alkoholer angis. Forbindelsen ifølge oppfinnelsen oppviser meget interessante antibakterielle egenskaper som kan påvises ved vanlige in vitro forsøk. Imidlertid har forbindelsen også fremragende virkning in vivo mot eksperiment-infeksjon hos mus forårsaket av Trichomonas vaginalis, en protozo som er ansvarlig for kløe og andre smertefulle og ubehagelige sykdommer i skjeden. ;Denne aktivitet uttrykt som ED^Q-tall er forbundet med meget lav toksisitet, uttrykt som LD^Q-tall, hvilket er på-vist som beskrevet av Lichtfield and Wilcoxon, Journ. Pharm. ;Exp. Ther.,.36 99, 1949. Ved representative forsøk har man oppnådd følgende resultater: ; som angir at forbindelsen ifølge oppfinnelsen er meget nyttig og lovende som ahti-Trichomonas middel. Dette blir enda klarere hvis man betrakter forbindelsens terapeutiske indeks (TI). ;Denne parameter som matematisk danner forholdet LD^q/ÉD^q gir ;et godt holdepunkt vedrørende legemidlets sikkerhetsmargin og man innser at jo høyere TI, desto sikrere vil legemidlet være, en høy verdi for terapeutisk indeks angir en lav effektiv dose (ED^q) sammenlignet med den dødelige dose (LD^Q). Når det gjelder oppfinnelsens forbindelse, er terapeutisk indeks lik 317 som er mye høyere enn den indeks som oppvises av de beste 2-nitroimidazoler som hittil er kjent. Som eksempel har 5-isopropyl-l-metyl-2-nitroimidazol, beskrevet i U.S. patent 3.499«967>som der nevnes som en av de beste 2-nitroimidazoler in vivo mot Trichomonas vaginalis, en terapeutisk indeks lik 102. ;De farmakologiske resultater som er oppnådd med foreliggende forbindelse in vivo er absolutt overraskende og kunne ikke forutsies ut fra det som tidligere er beskrevet på området 2-nitroimidazoler. De gode farmakologiske resultater synes vesentlig å skyldes den spesielle (1-hydroksy-l-metyl)etyl-gruppe som befinner seg på imidazolkjernens 5-stilling, idet gruppen har et hydroksy-radikal bundet til et tertiært karbon-at om som igjen er direkte bundet til den heterocykliske ring. Betydningen til ovennevnte struktur og følgelig de overraskende gode terapeutiske virkninger som oppnås, klargjøres av følgende sammenligningsforsøk: 1) Ved foreliggende eksperiment sammenlignes anti-Trichomonas-virkningen in vivo og terapeutisk indeks (TI) for oppfinnelsens forbindelse (i det følgende kalt forbindelse A) ;og fire 5-hycLroksyalkyl-2-nitroimidazoler som er beskrevet eller faller innenfor tidligere kjente patenter. I disse fire forbindelser er hydroksylgruppen bundet til et primært eller sekundært C-atom som ikke nødvendigvis er bundet til imådazol- ;kjernen. De angitte resultater viser klart at forbindelse A med dens spesielle gruppe i 5-stillingen har den overlegent høyeste in vivo-virkning og terapeutiske indeks: ; Forbindelse B beskrives i sydafrikansk patent 4723*

Forbindelse C og D beskrives i belgisk patent 741.692. Forbindelse E omfattes av den generelle formel i belgisk patent 741.692.

Særlig bemerkelsesverdig er forskjellen mellom terapeutisk indeks for forbindelse A og B hvor hydroksylgruppen er bundet til et C-atom som igjen er direkte bundet til imidazol kjernen. Det faktum at i forbindelse B er det C-atom som bærer hydroksylgruppen et primært C-atom gjør imidlertid at forbindelsens terapeutiske indeks er mye lavere enn for forbindelse A,

i henhold til oppfinnelsen.

2) Ved følgende eksperimenter påvises forskjellene i terapeutisk indeks (positiv eller negativ forskjell) som ob-serveres når enkelte 5_alkyl-2-nitroimidazoler som er kjent fra tidligere sammenlignes med tilsvarende 5-hydroksyalkyl-2-nitroimidazoler, inklusive den nye forbindelsen A. Alle forbindelser prøves med hensyn på virkning in vivo mot Trichomonas vaginalis. Målet er igjen å påvise den overraskende gode terapeutiske virkning som oppnås ved forbindelse A samtidig som man vil påpeke at det fra tidligere ikke er kjent noen lære som ville få en dyktig fagmann til å forutse disse fremragende terapeutiske egenskaper. Under henvisning til den følgende tabell og de første fire par forbindelser viser resultatene klart at de iakttatte variasjoner av terapeutisk indeks er bare svakt positive eller til og med negative, dvs. at terapeutisk indeks for de kjente 5-hydroksy-alkyl-2-nitroimidazoler enten er dårligere eller omtrent den samme som for tilsvarende 5-alkylforbindelser, dette betyr i praksis at det ikke er oppnådd noen vesentlige terapeutiske resultater og at man for det siste par forbindelser, dvs. forbindelse K (og forbindelse A (i henhold til oppfinnelsen) ville måtte vente en uvesentlig eller også ugunstig forandring av terapeutisk indeks, på lignende måte. Tvert imot observerer man en drastisk gunstig og uforutsigelig, forandring av denne parameter og virkningen må ansees som en vesentlig forbedring av de terapeutiske egenskaper (anti-Trichomonas).

Forbindelse F til K er beskrevet i U.S. patent 3.499.967. Forbindelse A er i henhold til oppfinnelsen.

Når det gjelder forbindelsene B til E se tabell 1 (fotnote).

TI betegner terapeutisk indeks.

A TI er forskjellen mellom terapeutisk indeks for 5-hydroksy-alkyl og 5-alkyl-forbindelsene.

3) Ved det tredje eksperimentet bedømmes forskjellene på terapeutisk indeks ved substitusjon av to hydrogenatomer i metylgruppen bundet til 5-stilling i forbindelse F med to metylgrupper, nemlig forbindelsen

sammenlignet med virkningene på samme parameter forårsaket av substitusjon av to hydrogenatomer på hydroksymetylgruppen på forbindelse B, med to metylgrupper, nemlig forbindelsen

Forbindelsene undersøkes med hensyn på anti-Trichomonas-virkning in vivo.

Denne substitusjon gir en forbindelse K med formel

når den utføres på forbindelse F og gir en forbindelse A når den

utføres på forbindelsen B (A i henhold til oppfinnelsen). Som ovenfor nevnt er forbindelse F og K beskrevet i U.S. patent 3.499.967, forbindelse B i sydafrikansk patent 4723. De opp-nådde resultater som er oppsummert i den følgende tabell, viser

ytterligere og definitivt den viktige rolle som spilles av gruppen i 5-stilling i forbindelse A og det faktum at dette gir fremragende uventede terapeutiske resultater. Hvis man ser på forandringen i terapeutisk indeks mellom forbindelse F og forbindelse K, ville man med god grunn anta at omtrent samme grad av variasjon også ville opptre mellom forbindelse B og forbindelse A. Tvert imot er forandringen i terapeutisk indeks mye gunstigere enn man ville vente.

Forbindelsen ifølge oppfinnelsen kan administreres

på forskjellig måte; f.eks. oralt, subkutant eller lokalt. For oral administrasjon innarbeides forbindelsen i former som tabletter, dispergerbare pulvere, kapsler, siruper og oppløs-ninger. Tabletter kan inneholde den aktive ingrediens blandet med kjente farmasøytiske bæremidler som f.eks. inerte for-tynningsmidler av typen kalsiumkarbonat, natriumkarbonat, lactose og talkum, granulerings- og sprengmidler som f..eks. stivelse, alginsyre og natriumkarboksymetylcellulose, bindemidler som stivelse, gelatin, gummi-arabikum og polyvinylpyrrolidon og smøre-midler som magnesiumstearat, stearinsyre og talkum.

Siruper og oppløsninger settes sammen som kjent på området.

Sammen med aktiv forbindelse kan preparatene inneholde suspensjonsmidler som f.eks. metylcellulose, hydroksyetyl-cellulose, tragant eller natriumalginat, fuktemidler som lecitin, polyoksyetylenstearater og polyoksyetylensorbitanmonooleat og vanlige konserverings-, søtnings- og buffer-forbindelser.

En kapsel eller tablett kan inneholde den aktive ingrediens alene eller blandet med inerte, faste fortynnmngs-midler som f.eks. kalsiumkarbonat, kalsiumfosfat og kaolin.

For lokal bruk blandes den aktive ingrediens med formel I med salvegrunnlag eller vaginalpiller.

Doseringen av forbindelser med formel I for bekjempelse av Trichomonas vaginalis-infeksjoner varierer innen meget brede grenser. Generelt oppnås de beste resultater når forbindelsen i henhold til oppfinnelsen gis en gang daglig i doser på ca.

35 til 100 mg over ti eller flere dager, avhengig av infeksjonens grad. Doseringsformer egnet for dette formål inneholder generelt fra ca. 35 til 1000 mg aktivt stoff blandet med fast eller flytende farmasøytisk bæremiddel. Forbindelsen ifølge oppfinnelsen fremstilles etter en flertrinnsprosess som kan gjengis ved følgende reaksjonsskjerna:

Ifølge trinn A) i ovenstående reaksjonsskjema om-settes et molart forhold mellom forbindelsen med formel II, som igjen fremstilles fra isobutyraldehyd i henhold til U.S. patent 3.652.579 ved en temperatur på ca. 5°C i ca« to-tre molekvivalenter metylamin i. nærvær av vann som reaksjonsmedium, etter omrøring i ca. en time ved samme temperatur tilsettes en molekvivalent av alkalimetallcyanid som kaliumcyanid. Man fortsetter å røre i ca.

to timer ved en temperatur på mellom 10 og 15°C, selv om dette temperaturområdet ikke er absolutt avgjørende. Reaksjonsblandingen opparbeides til slutt på kjent måte for fremstilling av forbindelsen med formel III, nemlig 3-metoksy-3-metyl-2-metylamino-butyronitril, i form av en oljeaktig forbindelse. Forbindelsen hydrogeneres katalytisk i kraftig surt medium ved romtemperatur og atmosfæretrykk, i henhold til første del av trinn B). Blant vanlige hydro-generingskatalysatorer foretrekkes 10 % palladium/trekull, mens

konsentrert saltsyre vanligvis brukes som syre. Hydrogenerings-reaksjonen fortsettes til et molart forhold hydrogen er opp-brukt og etter frafiltrering av katalysatoren og innstilling av pH-verdien i reaksjonsblandingen på ca. 4>5_5>0 tilsettes

et lite molart overskudd av cyanamid til reaksjonsblandingen som oppvarmes i ca. to timer ved 30 til 60°C.

Reaksjonsblandingen opparbeides på kjent måte til

en rå oljeaktig rest som brukes som sådan til trinn C). Denne urensede rest består i det vesentlige av forbindelsen med formel IV, nemlig 2-amino-5~C(l-metoksy-2-metyl)etyl)-1-metylimidazol

og dens syreaddisjonssalt, dvs. hydrokloridet hvis man benytter saltsyre som sur reaksjonspartner, og av forurensninger som ikke har noen innvirkning på det gunstige forløp av følgende trinn..

Om ønsket kan imidlertid forbindelsen med formel IV karakteri-seres ved omdannelse til et egnet derivat, f.eks. et indre salt med pikrinsyre, trinitrobenzosyre eller 2,4,6-trinitroresorcinol.

Forbindelsen med formel IV omdannes til slutt til produktet med fo-rmel I i det vesentlige i henhold til fremgangs-måten beskrevet i britisk patent 1.114.154'Metoden består i først å diazotere ovenstående 2-aminoimidazol med formel IV med et alkalimetallnitrit i konsentrert fluoborsyre og kontakte det dannede diazoderivat med et alkalimetallnitrit i vandig medium,

i nærvær av kopperpul^er som katalysator. Reaksjonen gjennomføres fortrinnsvis ved en temperatur mellom -20 og -10°C og avsluttes i løpet av ca. fire timer.

Blandingen blir derpå opparbeidet på kjent måte,

de anvendelige fremgangsmåter består i ekstraksjoner med organiske oppløsningsmidler, rensing ved kolonnekromatografering og omkry-stallisering fra egnede oppløsningsmidler eller -systemer, hvor-ved man fremstiller forbindelsen med formel I i ren form.

Avspaltingen av etergruppen vil eventuelt være ufull-stendig og derfor kan det finnes en mindre mengde forbindelse med formel V sammen med forbindelsen med formel I,

nemlig 5~C (1-me'toksy-1-ine"ty1) etyl) -l-metyl-2-nitroimidazol,

som kan omdannes til den ønskede forbindelse med formel I ved sur hydrolyse.

Også forbindelsen med formel V har en kraftig virkning mot Trichomonas in vivo selv om terapeutisk indeks ikke er så høy som hos forbindelsen med formel I. Representative in vivo-forsøk har gitt følgende resultater:

hvilket imidlertid viser at også denne forbindelsen har mye bedre terapeutiske indeks enn de beste 2-nitroimidazol-forbindelser som hittil er kjent.

Følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen ytterligere.

EKSEMPEL 1

5- C( 1- hydroksy- l- metyl) etyl] - l- metyl- 2- nitroimidazol A) 149»7g (1>465 mol) a-metoksyisobutyraldehyd (koke-punkt 95-100°C) settes dråpevis til en oppløsning av 65 g natrium-metabisulfit i 150 ml vann ved en temperatur mellom -2 og 0°C. Blandingen røres i en time og tilsettes 3^4 ml vandig oppløsning inneholdende 35 vektprosent metylamin (3>25 mol). Under tilset-ningen av den vandige metylaminoppløsning stiger temperaturen og holdes på ca. 5°C ved avkjøling med kaldt vann. Etter røring i ca. en time ved denne temperatur tilsettes 94>96(1»4°" mol) kaliumcyanid i små porsjoner, blandingen holdes under røring i ytterligere to timer ved 10-15°C og det faste stoff som dannes blir derpå frafiltrert. Det vandige filtratet ekstraheres flere ganger med dietyleter, de organiske ekstrakter oppsamles og tørkes over natriumsulfat. Etter inndamping av oppløsningsmidlet, renses inndampingsresten ved destillasjon under nedsatt trykk og man får ll8 g 3-met°ksy-3-metyl-2-metylamino-butyronitril, k.p. 98-$;01°C/ 20 mm Hg. Hydrokloridet smelter ved 198-200°C (fra isopropanol).

B) 25,3 g (0,178 mol) forbindelse fremstilt under A) hydrogeneres katalytisk i et lukket system ved romtemperatur og atmosf ær et rykk, i nærvær av 3Q0 ml HC1 IN og 3 g 10 /» palladium/ kull. Hydrogeneringen fortsettes i ca. 2 timer (det forbrukes en molekvivalent hydrogen under denne perioden) derpå frafiltreres katalysatoren, oppløsningens pH innstilles på ca. 4>6 med 10 fo vandig natriumhydroksyd og 11,5 g (0,274 mol) cyanamid tilsettes. Blandingen oppvarmes i 2 timer ved ca. 60°C ved kraftig røring, inndampes til tørrhet og inndampingsresten ekstraheres først med varm dietyleter og derpå med kald absolutt etanol. Eterfasen kastes. Etter inndamping av etanolen i vakuum utvinnes 35 g oljeaktig produkt som i det vesentlige består av forbindelsen med formel IV, nemlig 2-amino-5-((1-metoksy-l-metyl)etyl) -1-metyl-imidazol, som hydroklorid. Forbindelsen brukes som sådan til neste trinn. Pikratet av forbindelsen med formel IV sintrer ved 169-170°C og smelter ved 198-200°C.

C) 35 g forbindelse fremstilt under B) oppløses i 75

ml vann og derpå tilsettes 120-ml 40 f° vandig fluoborsyre.

Blandingen avkjøles ved -20°C, man tilsetter en opp-løsning av 10 g natriumnitrit i 40 ml.vann i løpet av 15 minutter, langsomt og under røring. Etter 15 minutters henstand ved -10°C til -20°C helles blandingen opp i en blanding av 29 g ckopper-pulver, 95»2 g natriumnitrit og 1400 ml vann under kraftig røring som fortsettes i 1,5 timer. Under denne fasen bobles nitrogen-gass gjennom reaksjonsoppløsningen. Etter filtrering innstilles pH til 2,5 med 10 fo saltsyre, man fortsetter nitrogengjennom-boblingen i ytterligere 3^ minutter, oppløsningen ekstraheres med etylacetat.

De samlede ekstrakter vaskes med 10 fo vandig natrium-bikarbonatoppløsning og derpå med vann og tørkes over natriumsulfat. Etter inndamping av oppløsningsmidlet har man et residuum som

først krystalliseres fra benzen og derpå renses ved kolonnekromatografering. 5>9g av tittelforbindelsen, nemlig 5-((1-hydroksy-1-metyl)etyl) -l-metyl-2-nitroimidazol kan opparbeides med smeltepunkt 160-162°C.

Benzen-moderlutene inndampes til tørrhet og résiduet kromatograferes gjennom silikagel ogg elueres med benzen inneholdende 5 f° etylacetat (V/v). Fraksjonene undersøkes ved tynn-sjiktskromatografering på silikagel. Fraksjonene med R^-verdi lik 0,70 oppsamles, oppløsningsmidlet avdampes og residuet omkrystalliseres fra dietyleter/petroleter. Utbytte 0,6 g av forbindelsen med formel V, nemlig 5-((1-metoksy-l-metyl)etyl]-l-metyl-2-nitroimidazol, smeltepunkt 120-121°C.

Fraksjonene med R^-verdi lik 0,43 oppsamles, oppløs-ningsmidlet avdampes og residuet omkrystalliseres fra benzen. Utbytte 2,03 g tittelforbindelse, smeltepunkt 160-162°C. De fremstilte 0,6 g av forbindelsen med formel V settes til 60 ml HC1 IN og blandingen oppvarmes ved ca. 80°C til alt er fullstendig oppløst. Etter røring i 10 minutter inndampes oppløsningen i vakuum og man får et fast stoff som man omkrystalliserer fra benzen. Utbytte 0,350 g av tittelforbindelsen, smeltepunkt 160-162°C.

EKSEMPEL 2

Man fremstiller en kapsel av

EKSEMPEL 3

En vaginalpille fremstilles fra

EKSEMPEL 4

En 1 fo salve lages av

Claims

1. Fremgangsmåte for fremstilling av 5- (1-hydroksy-l-metyl)etyl -l-metyl-2-nitroimidazol med formel

bestående i å omsette en molarmengde a-metoksy-isobutyraldehyd med formel

med fra ca. to til tre molekvivalenter metylamin i nærvær av vann som reaksjonsmedium, ved en temperatur på ca. 5°C°g der-etter med en molekvivalent alkalimetallcyanid ved en temperatur mellom ca. 10 og 15°C, katalytisk hydrogenering av den fremstilte forbindelse med formel

ved romtemperatur og atmosfæretrykk i ca. 2 timer, tilsetning av cyanamid i en mengde som tilsvarer fra ca. en til to molekvivalenter forbindelse med formel III og oppvarming av den dannede blanding i ca. 2 timer ved en temperatur mellom 30 og 60°C, behandling av den fremstilte forbindelse med formel

med et alkalimetallnitrit og konsentrert fluoborsyre ved mellom ca. -10 og -20°C, i vandig medium,- omsetning av det fremstilte diazoderivat med et alkalimetallnitrit og kopperpulver i vandig medium ved en temperatur mellom ca. -10 og -20°C i omkring 4 timer, under dannelse av en blanding av den ønskede forbindelse med formel I og 5-C(1-metoksy-l-metyl)etyl) -metyl-2-nitroimidazol med formel

og omdannelse av en forbindelse med formel V til forbindelsen med formel I ved syrehydrolyse.

2. Forbindelsen 5-C(1-hydroksy-l-metyl)etyl]-l-metyl-2-nitroimidazol.

3. Forbindelsen 5-U1-metoksy-l-metyl)etyl)-1-metyl-2-nitroimidazol.

4. Fremgangsmåte for fremstilling av et farmasøytisk preparat egnet for bekjempelse av infeksjoner forårsaket av Trichomonas vaginalis hos pattedyr, hvilket preparat inneholder fra ca. 35 til 1000 mg 5-((1-hydroksy-l-metyl)etyl] -l-metyl-2-nitroimidazol og et farmasøytisk bærestoff.

5. Farmasøytisk preparat egnet for bekjempelse av infeksjoner forårsaket av Trichomonas vaginalis hos pattedyr, inneholdende fra ca. 35 til 1000 mg 5-((1-hydroksy-l-metyl)etyl)-1-metyl-2-nitroimidazol i blanding med farmasøytiske bærestoffer.

6. Fremgangsmåte for bekjempelse av infeksjoner fra Trichomonas vaginalis hos pattedyr,karakterisertved at man gir en effektiv mengde 5~C(1-hydroksy-l-metyl)etyl)-l-metyl-2-nitroimidazol.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 6,karakterisert vedat 5-((1-hydroksy-l-metyl)etyl) -1-metyl-2-nitroimidazol administreres i en daglig dose mellom ca. 35°S 100 mg.