PL147387B1 - Method of obtaining /r/-alpha-ethyl-2-keto-pyrolidinacetamide - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nowego zwiazku, /R/-oC-e"fcylo-2-keto-1-piro- lidynoacetamidu o dzialaniu terapeutycznym, W brytyjskim opisie patentowym nr 1 309 692 opisano oC-atylo-2-keto-1-pirolidynoacetamid (o temperaturze topnienia 122 C) i zaznaczono, ze zwiazki tego typu moga byc stosowane w lecznictwie, na przyklad w leczeniu zaburzen ruchu, hiperkinezy, nadcisnienia i epilepsji.Stwierdzono tam równiez, ze zwiazki te moga znalezc zastosowanie w leczeniu zaburzen pamieci w warunkach normalnych lub patologicznych.Kontynuujac prace badawcze nad tym zagadnieniem, otrzymano i wydzielono prawoskretny enancjomer oC-etylo-2-keto-l-pirolidynoacetamidu oraz stwierdzono, ze zwiazek ten rózni sie w sposób zupelnie nieoczekiwany od znanej formy racemicznej okolo dziesieciokrotnie wyzsza aktywnoscia pamieciowa i okolo trzykrotnie nizsza toksycznoscia.Dzieki tym nieoczekiwanym wlasnosciom, enanjomer prawoskretny oC-etylo-2-keto-l-pirolidy- noacetamidu nadaje sie duzo lepiej do leczenia niewydolnosci mózgu, zaburzen pamieci, trud¬ nosci koncentracji umyslowej, trudnosci w nauczaniu poczatkowym i w studiach.Z tego wzgledu wynalazek dotyczy enancjomeru prawoskretnego o£-etylo-1-keto-1-pirolidyno- acetamidu posiadajacego konfiguracje absolutna R, calkowicie wolnego od enancjomeru lewo- skretnego majacego konfiguracje absolutna S./R/-o(-etylo-2-keto-1-pirolidynoacetamid nie moze byc otrzymany bezposrednio z formy ra¬ cemicznej przez rozdzielenie dwóch enanojomerów.Sposobem wedlug wynalazku /R/-oC-etylo-2-keto-1-pirolidynoacetamid sporzadza sie przez oyklizacje, w rozpuszczalniku obojetnym i w obecnosci substancji zasadowej, /R/-2-amino-buta- namidu o wzorze i-CH^CH^-Y-NHCH/CgHc/CO^ w którym X oznacza rodnik Z00C- lub HalCHg- w któ¬ rym Z oznacza rodnik alkilowy o 1 - 4 atomach wegla a Hal oznacza atom chlorowca, korzystnie chloru lub bromu a Y oznaoza rodnik -CH2- lub -C0-, z tym, ze gdy X oznacza rodnik Z00C- to Y oznacza rodnik -CHp- a gdy X oznacza rodnik HalCHp- to Y oznacza rodnik -C0-.2 147 387 Cyklizaoje /R/-2-amino-butanoamidu o podanym wzorze prowadzi sie w obojetnym rozpusz¬ czalniku, takim jak toluen lub diohlorometan, w temperaturze od 0°C do temperatury wrzenia rozpuszczalnika. Cyklizaoje prowadzi sie korzystnie w obecnosci substanoji o charakterze zasadowym jako katalizatora. Korzystnie moze nim byc 2-hydrok sypirydyna jesli /R/-2-amino- -butanoamid jest estrem (X = Z00C-) lub bromek tetrabutyloamoniowy jesli zwiazek ten jest halogenkiem (X = HalCHg-).Gdy X oznacza rodnik ZOOC- a Y rodnik -CHp-, zwiazek o wzorze ZCHgCHg-Y-JilHCH/CgHc/COMHg jest /R/-4-J" Ql-/aminokarbonylo/propyloJamincJ maslanem alkilu o wzorze ZOOCCH^CHgCH^CH /C^Hc/CONHp, w którym Z ma znaczenie podane poprzednio. Zwiazek ten moze byc otrzymany przez kondensacje /R/-2-amino-butanamidu z 4-chlorowcomaslanem alkilu o wzorze ZOOCCI^CHgCHg- -Hal, w którym Z ma znaczenie podane poprzednio a Hal oznacza atom chlorowca.Gdy X oznacza rodnik HalCHp- a Y rodnik -C0-f powyzszy zwiazek jest /R/-N-£l-/aminokar- bonylo/propylqJ-4-chlorowcobutanoamidem o wzorze HalCHpCHpCHpCONHCH/CgHc/CONHg, w którym Hal ma znaczenie podane powyzej. Zwiazek ten moze byc otrzymany przez kondensacje /R/-2- -amino-butanamidu z halogenkiem 4-chlorowcobutyrylu o wzorze HalCH2CH2CHpC0Hal, w którym Hal oznacza atom chlorowca.Reakcje /R/-2-amino-butanamid u z 4-ohlorowcomaslanem alkilu lub z halogenkiem 4-chlo- rowoobutyrylu prowadzi sie zazwyczaj w obojetnym rozpuszczalniku, takim jak benzen, toluen, dichlorometan lub aceton, w temperaturze -5 — +100°C i w obecnosci akceptora kwasu, takie¬ go jak zasada organiczna trzeciorzedowa na przyklad trietyloamina lub zasada mineralna na przyklad weglan lub wodorotlenek potasu lub sodu.Jesli X oznacza rodnik HalCHp- a Y rodnik -C0-, wydzielanie zwiazku o wzorze X-CHpCHp- -Y-NHCH/CpH,./COIIHp otrzymanego z przytoozonych wyzej surowców nie jest konieczne. W prakty¬ ce, zwiazek ten, otrzymany in situ, moze byc sposobem wedlug wynalazku oyklizowany bezpo¬ srednio do /R/-0C-etylo-2-keto-1-pirolidynoaoetamidu (patrz przyklad III ponizej)./R/-2-amino-butanoamid, stosowany jako surowieo, moze byc otrzymany z kwasu /R/-2-ami- nomaslowego przez amonolize odpowiedniego estru metylowego, metoda opisana przez K. Folker- sa i in., J. Med. Chem., 14, /6/, 484-7 /1971/.Badania farmakologiczne o(-Etylo-2-keto-1-pirolidynoaoetamid racemiozny /produkt A/ oraz /R/-o(-etylo-2-keto- -1-pirolidynoaoetamid /produkt B/ otrzymane sposobem wedlug wynalazku poddano testom farma¬ kologicznym.I. Aktywnosc pamieciowa. Dzialanie na pamiec wykazano za pomoca testu antagonizmu efek¬ tu amnezyjnego wywolanego elektrowstrzasem (S.J. Sara, M. David, Psychopharmaoologia, 36, 59-66 /1974/). Zasada testu jest nastepujaca: Obserwuje sie cofanie lapy szczura poddanej wzrastajacemu naciskowi. Nacisk, przy którym zachodzi reakcja, nosi nazwe "progu reakojiM.Wyraza sie go liczba podzialek odczytywanych bezposrednio na skali aparatu (analgesy-meter UGO BASILLE Milan). Odpowiada on minimalnemu naciskowi, który - wywarty na lape zwierzat - - powoduje cofanie (seans przyuczania). Prowadzi sie trzy pomiary w odstepie 30 minut.Zwierzeta testuje sie po 24 godzinaoh od zakonczenia przyuczania. Okazuje sie, ze zwierze¬ ta nie traktowane wykazuja naturalna retencje próby wczesniejszej, odpowiadajacej progowi rzedu 8-11 podzialek. Efekt amnezyjny uzyskuje sie przez poddanie szczurów elektrowstrza¬ sowi przejsciowemu, ponadmaksymalnemu (100 mA, 120 V, 0,2 eek.), w 15 minut po zakonczeniu przyuczania. Omawiany efekt amnezyjny wywolany elektrowstrzasem wyraza sie, podczas pomiaru retencji po 24 godzinach, podwyzszeniem progu uciekania odpowiadajacemu progowi dla zwie¬ rzat naiwnyoh (bez przyuczania), tzn. progowi wynoszacemu 14 - 19 podzialek.Dla kazdego badanego produktu oznacza sie minimalna dawke aktywna (w mg/kg), przywraca¬ jaca u zwierzat poddanych elektrowstrzasowi, w 24 godziny po przyuczeniu, normalny próg wy¬ noszacy 8 - 11 podzialek.Testowane produkty podano, w roztworze lub w zawiesinie o stezeniu 10%, droga podskór¬ na, grupie 10 szczurów (rasy Wistar, samice o wadze 150 g) po 5 minutaoh od zakonczenia przyuczania. Równoczesnie grupa kontrolna 10 szczurów otrzymala tylko wodny roztwór chlorku sodowego o stezeniu 0,9%.147 387 3 W tescie tym enancjomer prawoskretny otrzymany sposobem wedlug wynalazku (produkt B) okazal sie 10 razy bardziej aktywny niz racemat (produkt A) dla ochrony szczurów przed efektem amnezyjnym elektrowstrzasu.Produkt testowany A B Dawka aktywna (mg/kg) 1.70 0,17 II, Toksycznosc. W tablicy ponizej przedstawiono wartosci LD^ dla produktów A i B po- danych droga dozylna samcom myszy i szczura.Produkt testowany A B LD5Q w mg/kg I mysz 1790 5603 szczur 1500 5000 Okazuje sie, ze enancjomer prawoskretny otrzymany sposobem wedlug wynalazku (produkt B) jest trzykrotnie mniej toksyczny niz raoemat (produkt A).Zwiazek otrzymany sposobem wedlug wynalazku moze byc podawany badz droga doustna w po¬ staci kompozyoji stalych lub cieklych (na przyklad, w postaci tabletek, drazetek, kapsulek, kapsulek zelatynowych, roztworów lub syropów) badi droga pozajelitowa w postaci roztworów lub zawiesin nadajacyoh sie do iniekcji.Formy farmaceutyczne takie jak roztwory lub tabletki otrzymuje sie znanymi sposobami stosowanymi powszechnie w farmacji. Zwiazek otrzymany sposobem wedlug wynalazku miesza sie ze stalym lub cieklym nosnikiem, nietoksycznym i farmaceutycznie dopuszczalnym, i ewentual¬ nie ze srodkiem dyspergujacym, srodkiem stabilizujacym i - w razie potrzeby - z barwnikiem, srodkiem dosladzajacym, itp.Jako stale wypelniacze farmaoeutyozne przy wytwarzaniu tabletek lub kapsulek mozna sto¬ sowac, na przyklad, skrobie, talk, weglan wapnia, laktoze, sacharoze, stearynian magnezu, itp.Zawartosc % produktu aktywnego w kompozycjach farmaceutycznych moze wahac sie w bardzo szerokich granicaoh, w zaleznosci od sposobu podawania i stanu pacjenta.Dawkowanie dla ludzi moze wahac sie od 250 mg do 4 g na dobe.W ostatnim okresie, do leczenia niedoborów pamieci u czlowieka zwiazanych ze staroscia, proponowano polaczona terapie polegajaoa na podaniu leku stymulujacego metabolizm mózgu, na przyklad piraoetamu /2-keto-1-pirolidynoacetamidu/ oraz prekursora choliny, -na przyklad le¬ cytyny lub soli oholiny.Wedlug amerykanskiego opisu patentowego nr 4 385 053 obie te substancje (piraoetam i pre¬ kursor oholiny) wspóldzialaja synergistyoznie, powodujac znaczna poprawe zdolnosci zapamie¬ tywania u osób starszych dotknietyoh niedoborem pamieci, zwlaszcza demencja staroza typu Alzheimera.Podobny efekt synergistyczny zaobserwowano dla enancjomeru prawoskretnego otrzymanego sposobem wedlug wynalazku i dla prekursora choliny. Enancjomer prawoskretny moze byc wiec korzystnie stosowany, w polaozeniu z prekursorem cholinergicznym centralnego ukladu nerwo¬ wego, do leozenia niedoborów pamieci zwiazanych ze staroscia, demencja starcza typu Alzhei¬ mera, itp., w oelu uzyskania pomyslnego efektu klinicznego na zdolnosc nabywania i zatrzy¬ mywania pamieci, a ogólnie na wladze umyslowe.Prekursorem oholinergicznym moze byc nie tylko oholina lub jedna z jej soli, lecz kazda substancja uwalniajaca choline w organizmie, na przyklad lecytyna lub foefatydylocholina.Dla uzyskania pozadanego efektu niezbedne jest, by wymieniony prekursor byl zdolny do równo¬ czesnego podwyzszania poziomu choliny we krwi i gotowosci tej choliny do syntezy acetylocho¬ liny w mózgu.4 147 387 Jesli enancjomer prawoskretny otrzymany sposobem wedlug wynalazku stosowany jest wspól¬ nie z prekursorem cholinergicznym, to moze byc podany przed lub po podaniu tego prekursora.Oba produkty moga byc wiec podane razem, oddzielnie lub w sposób rozlozony w czasie, korzyst¬ nie razem. Ponadto, enancjomer prawoskretny moze byc podany ta sama droga co prekursor cho- linergiczny, lub inna. Najbardziej skuteczne okazalo sie podanie obu zwiazków droga doustna, w postaciach najczesciej stosowanych w farmacji (tabletki, kapsulki, roztwory). Enanjorner prawoskretny otrzymany sposobem wedlug wynalazku i prekursor cholinergiczny moga byc równiez podane jednorazowo w postaci pojedynczej dawki. W tym szczególnym przypadku, enancjomer pra¬ woskretny podaje sie korzystnie droga doustna w dawce 100 mg - 4 g na dobe, zas prekursor cholinergiczny równiez droga doustna w taki sposób by dostarczyc pacjentom dziennej dawki choliny rzedu 1 - 10 g. Na przyklad podaje sie 2 - 25 g dziennie fosfatylocholiny lub 1 - 30 g dziennie soli choliny. U zdrowych ochotników, po podaniu jednorazowym i równoczes¬ nym, droga doustna, 1,5 g enancjomeru prawoskretnego i 25 g lecytyny (18 g fosfatydylocho¬ liny) zaobserwowano, na podstawie analizy ilosciowej elektroencefalografu, efekt synergiczny.Ponizsze przyklady ilustruja sposób wedlug wynalazku, nie ograniczajac jego zakresu* W przykladach tych ozystosc optyczna otrzymanych produktów sprawdzano przez oznaczenie kalo¬ rymetryczne entalpii rózniczkowych (C. Fouauey i J. Jacaues, Tetrahedron, 23, 4009-19 /1967/).Przyklad I. a) Wytwarzanie /R/-4-J £l-/aminokarbonylo/propylcl amino"* maslanu etylu.Do zawiesiny 47,75 g (0,345 mola) chlorowodorku /R/-2-aminobutanamidu /(ccj^ -26,1°; o = 1, metanol/ w 400 ml toluenu dodano 143,6 ml (1,035 mola) tria tyloaminy. Mieszanine ogrzewano do temperatury 80°C i wkroplono 67,2 g (0,345 mola) 4-bromomaslanu etylu* Miesza¬ nine reakcyjna utrzymywano w temperaturze 80 C w oiagu 10 godzin, po czym przeeaozono na goraoo w celu usuniecia soli trietyloaminy. Przesacz odparowano pod zmniejszonym cisnieniem, uzyskujac 59 g oleistej pozostalosci skladajacej sie w glównej mierze z produktu monoalkilo- wania i zawierajacej nieco pochodnej dialkilowej. Otrzymany w stanie surowym produkt uzyto w tej postaci, bez dodatkowego oczyszczania, do syntezy /R/-(^-etylo-2-keto-1-pirolidyno- acetamidu metoda cyklizacji. b) Wytwarzanie /R/-oC-etylo-2-keto-1-pirolidynoacetamidu.Sporzadzono roztwór 54 g produktu surowego otrzymanego w a) w 125 ml toluenu z dodat¬ kiem 2 g 2-hydroksypirydyny. Mieszanine utrzymywano w temperaturze 110°C w ciagu 12 godzin, po czym przesaczono na goraco od niewielkiej ilosci osadu, a przesacz zatezono pod zmniej¬ szonym cisnieniem. Pozostalosc oczyszczono przez chromatografie na kolumnie o srednicy 5 cm, zawierajacej 1,1 kg krzemionki. Eluent stanowila mieszanina octanu etylu, metanolu i stezo¬ nego amoniaku w stosunku objetosciowym 85:12:3. Wydzielony produkt przekrystalizowano z 50 ml octanu etylu, otrzymujac 17,5 & /R/-of-e"fcylo-2-keto-l-pirolidynoacetamidu. Temperatu¬ ra topnienia 117°C.[o(3iP +90»°°c (° = 1t aceton). Wydajnosc 41,35.Przyklad II. a) Wytwarzanie /R/-N-pl-/aminokarbonylo/propyloJ-4-chlorobutano- amidu.Sporzadzono mieszanine 31,1 g (0,225 mola) rozdrobnionego weglanu potasu i 12,47 g (0,09 mola) chlorowodorku /R/-2-amino-butanoamidu w 160 ml acetonu. Mieszanine te oziebiono do temperatury 0°C i wkroplono roztwór 15,23 g (0,108 mola) chlorku 4-chlorobutyrylu w 25 ml acetonu. Po wkropleniu, mieszanine reakcyjna utrzymywano przy mieszaniu do osiagnie¬ cia temperatury otoczenia, po czym usunieto osad a przesacz odparowano pod zmniejszonym cis¬ nieniem. Otrzymana surowa pozostalosc mieszano w ciagu 15 minut ze 100 ml bezwodnego eteru w temperaturze 5 - 10 C. Odsaczono osad, przemyto go 2 razy 30 ml eteru i wysuszono pod próznia. Otrzymano 16 g /R/-N-p!-/aminokarbonylo/propyloJ-4-chlorobutanoamidu. Temperatura topnienia 127 - 129°C.D b) Wytwarzanie /R/-o^-etylo-2-keto-1-pirolidynoaoetamidu.Do 42 ml dichlorometanu wprowadzono w atmosferze azotu i w temperaturze 0°C 6,2 g (0,03 mola) /R/-N-|l-/aminokarbonylo/propyloJ-^-chlorobutanamidu i 0,484 g (0,0015 mola) bromku tetrabutyloamoniowego. Nastepnie dodano w ciagu 30 minut, w temperaturze nie przekraczaja¬ cej +2 C, 2,02 g (0,036 sola) sproszkowanego wodorotlenku potasu. Mieszanine mieszano w ciagu 15 minut, po czym pozostawiono do osiagniecia temperatury pokojowej. Osad odsaczono147 387 5 i usunieto a przesaoz zatezono pod zmniejszonym cisnieniem. Otrzymana pozostalosc mieszano w ciagu 30 minut z 25 ml czterochlorku wegla, po czym przesaczono i osuszono. Produkt prze- krystalizowano z 45 ml octanu etylu w obecnosci 1,7 g sita molekularnego 0,4 nm, które na¬ stepnie usunieto przez odsaczenie na goraco. Otrzymano 3,85 g /R/-o(-etylo-2-keto-1-piroli- dynoacetamidu. Temperatura topnienia 116 - 118°C.£o(Jjp +89,8° (c = 1, aceton). Wydaj¬ nosc 75f4%.Przyklad III. Wytwarzanie /R/-o( -etylo-2-keto-1-pirolidynoacetamidu.Przyklad ten ilustruje wariant postepowania wedlug przykladu II, w którym to wariancie nie wydziela sie otrzymanego in situ przejsciowego 4-chlorobutanamidu. Do zawiesiny 13,86 g (0,1 mola) chlorowodorku /R/-2-aminobutanamidu w 60 ml dichlorometanu dodano w temperaturze pokojowej, w atmosferze azotu i przy energicznym mieszaniu, 23 g sproszkowanego wodorotlen¬ ku potasu i 9 g hyflooelu. Calosc mieszano w ciagu 1 godziny, po czym obnizono temperature do 5°C. Dodano 6,52 g (0,02 mola) bromku tetrabutyloamoniowego a nastepnie, w ciagu 3 go¬ dzin, roztwór 12,46 ml ohlorku 4-ohlorobutyrylu w 25 ml dichlorometanu. Mieszano jeszcze w oiagu 1 godziny w temperaturze 5 C, po czym mieszano do osiagniecia temperatury pokojowej i utrzymywano dalej przy mieszaniu w oiagu 23 godzin. Mieszanine reakcyjna przesaczono.Warstwe organiozna odparowano pod zmniejszonym cisnieniem. Do pozostalosci dodano na gora- oo toluen (400% obj./wag.) i przesaczono ja. Osad rozpuszczono na goraco w octanie etylu (400% obj./wag.), d° którego dodano sproszkowane sito molekularne 0,4 nm (335 wagowych).Mieszanine ogrzewano do temperatury wrzenia pod chlodnica zwrotna i przesaczono na goraco.Po oziebieniu przesaczu wykrystalizowal produkt. Otrzymano 9,18 g /R/-oc-etylo-2-keto-1- -pirolidynoacetamidu. Temperatura topnienia 117°C.£o nosc 54*.Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania /R/-^(-etylo-2-keto-1-pirolidynoacetamidu, znamienny tym, ze cyklizuje sie w obojetnym rozpuszczalniku i w obecnosci substancji o charakte¬ rze zasadowym, /R/-2-aminobutanoamid o wzorze I-CH^^-Y-NHCH/CgHc/CON^, w którym X ozna¬ cza rodnik o wzorze Z00C- lub o wzorze HalCHp-, w których Z oznacza rodnik alkilowy o 1-4 atomaoh wegla, a Hal oznacza atom chlorowca, zas Y oznacza rodnik -CHp- lub -00-, z tym, ze gdy X oznacza rodnik Z00C-, to wówczas Y oznacza rodnik -CHp-, a gdy X oznacza rod¬ nik HalCHp, to wówczas Y oznacza rodnik -C0-. PL PL PL PL