WO1994022447A1 - Imidazolochinoxalinone zur behandlung zentralnervöser erkrankungen - Google Patents

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central nervous
quinoxalinones
nervous system
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Hans-Joerg Treiber
Berthold Behl
Hans Peter Hofmann
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Basf Aktiengesellschaft
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    • A61P25/08—Antiepileptics; Anticonvulsants
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    • A61P25/18—Antipsychotics, i.e. neuroleptics; Drugs for mania or schizophrenia

Definitions

  • the present invention relates to the use of imidazoloquinoxalinones for the treatment of central nervous disorders.
  • the invention relates to the use of compounds of the formula I.
  • X is a carboxyl group, which may be in the form of its salt with a physiologically compatible amine or metal cation; the rest
  • R 3 for a C- . - 8 -alkyl or benzyl radical; or X is a hydroxymethyl, nitrile, aldehyde, tetrazylyl, carbonylaminotetrazole, carbamoyl, oxime or C 1 -C 3 alkoxime ether group and
  • R 1 and R 2 which are the same and represent hydrogen, chlorine or bromine atoms,
  • Examples of diseases of the central nervous system are epilepsy, brain damage, Parkinson's disease, Alzheimer's disease, vomiting, head and spinal cord trauma.
  • the action of the compounds is based on their glutamate antagonistic properties.
  • the new pharmacological activity of the compounds I was investigated using isolated membrane material from rat cerebrum.
  • the membrane material in the presence of the compounds with the radioactively labeled substances 3 H-2-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolopropionic acid ( 3 H-AMPA) and 3 H-5,7-dichlorokynurenic acid treated, these bind to specific receptors (AMPA or NMDA receptor (N-methyl-D-aspartate)).
  • AMPA or NMDA receptor N-methyl-D-aspartate
  • the amounts of bound 3 H-AMPA and 3 H-5,7 direction of the active ingredient according to the invention can be determined via the bound radioactivity, by means of iterative nonlinear regression analysis using the Statistical Analysis System (SAS) on an IBM -Computer, similar to the program "Ligand” by PJ Munson and D. Rodbard (Analytical Biochem. 107, 220 (1980), Ligand: Versatile Computerized Approach for Characterization of Ligand Binding Systems).
  • SAS Statistical Analysis System
  • a buffer solution A consisting of 30 mM ⁇ , ⁇ , ⁇ -tris (hydroxymethyl) methylamine hydrochloride (TRIS-HC1) and 0.5 mM ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA) - pH 7.4 - homogenized using an Ultra-TURRAX stirrer.
  • the suspension was centrifuged at 48,000 g for 20 minutes. After separation of the supernatant liquid, the proteinaceous matter contained in the sediment became The membrane material was washed three times by suspending it in buffer solution A and then centrifuging at 48,000 g for 20 minutes each. The membrane material was then suspended in a 15-fold volume of buffer solution A and incubated at 37 ° C. for 30 minutes. The protein material was then washed twice by centrifugation and suspension and frozen at -70 ° C. until used.
  • the protein material thawed at 37 ° C. was centrifuged twice at 48,000 g (20 minutes) and then suspended in a buffer solution B consisting of 50 mM TRIS-HC1, 0.1 M potassium thiocyanate and 2.5 mM calcium. chloride - pH 7.1 - washed. Then 0.25 mg of membrane material, 0.1 ⁇ Ci 3 H-AMPA (60 Ci / mmol) and compound I were dissolved in 1 ml of buffer solution B and incubated on ice for 60 minutes. The incubated solution was filtered through a CF / B filter (Whatman), which had previously been treated with a 0.5% aqueous solution of polyethyleneimine for at least 2 hours. The filtrate was then washed with 5 ml of cold buffer solution B to remove bound and free
  • Freshly removed rat hippocampi are homogenized in a 10-fold volume of preparation buffer (50 mM Tris-HCl, 10 mM EDTA) using a Potter homogenizer.
  • the homogenate is centrifuged for 20 minutes at 48,000 x g.
  • the supernatant is discarded and the membranes obtained in the pellet are washed twice by resuspending and centrifuging at 48,000 x g (20 minutes each).
  • the resuspended membranes are frozen in liquid nitrogen and thawed again at 37 ° C.
  • the membrane suspension is incubated for 15 minutes at 37 ° C. in a shaking water bath.
  • the membranes are frozen at -70 ° C. until further use.
  • the frozen membranes are thawed at 37 ° C. and washed twice by centrifugation at 48,000 ⁇ g (20 minutes) and then resuspending in binding buffer (50 mM Tris-HCl pH 7.4; 10 mM MgCl 2 ).
  • An incubation batch contains 0.25 mg protein (membranes), 25 nM 3 H-glycine (16 Ci / mmol) and the substances to be tested in a total of 0.5 ml binding buffer.
  • the non-specific binding is determined by adding 1 mM glycine. After incubation at 4 ° C.
  • the bound and free ligand is separated from one another by filtration through GF / B filters and subsequent washing with about 5 ml of ice-cold binding buffer.
  • the radioactivity remaining on the filters is determined by liquid scintillation counting.
  • the dissociation constants are calculated from the displacement curves with the aid of an iterative nonlinear adaptation program or according to the equation by Cheng and Prusoff.

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Abstract

Es wird die Verwendung von Imidazolochinoxalinonen zur Herstellung von Arzneimitteln zur Bekämpfung von zentralnervösen Erkrankungen beschrieben. Die Imidazolochinoxalinone besitzen die Formel (I) worin R1, R2 und X die in der Beschreibung angegebenen Bedeutungen haben.

Description

Imidazolo-chinoxalinone zur Behandlung zentralnervöser Erkrankungen
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Imidazolo- chinoxalinonen zur Behandlung von zentralnervösen Erkrankungen.
Imidazolo-chinoxalinone der Formel I sind bereits aus der
DE-OS 30 04 750 und der DE-OS 30 04 751 bekannt. Für diese Ver¬ bindungen wird eine antiallergische Wirkung angegeben.
Es ist weiter bekannt, daß bestimmte, aus der EP-OS 518 530 (- US 5 153 196) bekannte Imidazolo-chinoxalinone eine antagoni¬ stische Wirkung auf die Rezeptoren der exzitatorisch wirksamen Aminosäuren besitzen. Sie eignen sich daher als neuroprotektive Agentien sowie zur Behebung von neurologischen Störungen, die mit diesem Wirkungsmechanismus einhergehen. Ferner sind eine Reihe andersartig substituierter Imidazolo-chinoxalinone als den Kreis¬ lauf beeinflussende c-AMP-Phosphodiesterase-Hemmer (EP-OS 400 583 - US 5 166 344) und als GABA-Rezeptor-Liganden zur Behandlung verschiedener Störungen des zentralen Nervensystems (US 5 182 386) bekannt.
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Verbindungen der Formel I
Figure imgf000003_0001
in der
X eine Carboxylgruppe, die in Form ihres Salzes mit einem physiologisch verträglichen Amin- oder Metallkation vorliegen kann; den Rest
OR3
Figure imgf000003_0002
worin R3 für einen C-.-8-Alkyl- oder Benzylrest steht; oder X eine Hydroxymethyl-, Nitril-, Aldehyd-, Tetrazo- lyl-, Carbonylaminotetrazol-, Carbamoyl-, Oxim- oder Cι-C3-Alkoximethergruppe bedeutet und
R1 und R2, die gleich sind und Wasserstoff-, Chlor- oder Brom¬ atome, darstellen,
zur Herstellung von Arzneimitteln zur Behandlung von Erkrankungen des zentralen Nervensystems.
Als Erkrankungen des zentralen Nervensystems kommen beispiels¬ weise Epilepsie, Hirnschädigungen, Morbus Parkinson, Morbus Alz¬ heimer, Emesis, Kopf- und Rückenmarkstrauma in Betracht. Die Wir- kung der Verbindungen beruht auf deren glutamatantagonistischen Eigenschaften.
Die neue pharmakologische Wirksamkeit der Verbindungen I wurde ah isoliertem Membranmaterial von Rattengroßhirnen untersucht. Hierzu wurde das Membranmaterial in Gegenwart der Verbindungen mit den radioaktiv markierten Substanzen 3H-2-Amino-3-hy- droxy-5-methyl-4-isoxazolpropionsäure (3H-AMPA) und 3H-5,7-Di- chlorkynurensäure behandelt, wobei sich diese an spezifische Re¬ zeptoren (AMPA- bzw. NMDA-Rezeptor (N-Methyl-D-aspartat) ) binden. Anschließend wurde durch Scintillationszählung die Radioaktivität der behandelten Membranen gemessen. Über die gebundene Radioakti¬ vität ließen sich die Mengen an gebundener 3H-AMPA und 3H-5,7-Dir- kung des erfindungsgemäßen Wirkstoffes ist, wurde durch iterative nichtlineare Regressionsanalyse mit dem Statistical Analysis Sy- stem (SAS) an einem IBM-Rechner, ähnlich dem Programm "Ligand" von P.J. Munson und D. Rodbard (Analytical Biochem. 107, 220 (1980) , Ligand: Versatile Computerized Approach for Charakteriza- tion of Ligand Binding Systems) ermittelt.
Folgende In-Vitro-Untersuchungen wurden durchgeführt:
1. Bindung von 3H-2-Amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolpropion- säure (3H-AMPA)
Für die Präparation des Membranmaterials wurden frisch ent¬ nommene Rattengroßhirne zusammen mit dem 15fachen Volumen ei¬ ner Pufferlösung A aus 30 mM α,α,α-Tris-(hydroxymethyl)-me- thylamin-Hydrochlorid (TRIS-HC1) und 0,5 mM Ethylendiaminte- traessigsäure (EDTA) - pH 7,4 - mittels eines Ultra-TURRAX- Rührers homogenisiert. Die Suspension wurde 20 Minuten bei 48 000 g zentrifugiert. Nach Abtrennung der überstehenden Flüssigkeit wurde das im Bodensatz enthaltene proteinhaltige Membranmaterial dreimal durch Suspendieren in der Pufferlö¬ sung A und anschließendes, jeweils 20 minütiges Zentrifugie¬ ren bei 48 000 g gewaschen. Danach wurde das Membranmaterial in einem 15fachen Volumen der Pufferlösung A suspendiert und 30 Minuten bei 37°C inkubiert. Anschließend wurde das Pro¬ teinmaterial zweimal durch Zentrifugieren und Suspendieren gewaschen und bis zur Verwendung bei -70°C eingefroren.
Für den Bindungstest wurde das bei 37°C aufgetaute Proteinma- terial zweimal durch Zentrifugieren bei 48 000 g (20 Minuten) und anschließendes Suspendieren in einer Pufferlösung B aus 50 mM TRIS-HC1, 0,1 M Kaliumthiocyanat und 2,5 mM Calcium- chlorid - pH 7,1 - gewaschen. Anschließend wurden 0,25 mg Membranmaterial, 0,1 μCi 3H-AMPA (60 Ci/mmol) sowie Verbin- düng I in 1 ml Pufferlösung B gelöst und 60 Minuten auf Eis inkubiert. Die inkubierte Lösung wurde über einen CF/B-Filter (Firma Whatman) , der zuvor mindestens 2 Stunden mit einer 0,5 %igen wäßrigen Lösung von Polyethylenimin behandelt wor¬ den war, filtriert. Anschließend wurde das Filtrat mit 5 ml kalter Pufferlösung B gewaschen, um gebundene und freie
3H-AMPA voneinander zu trennen. Nach Messung der Radioaktivi¬ tät der gebundenen 3H-AMPA im Membranmaterial durch Scin- tillationszählung wurde durch Auswertung der Verdrängungskur¬ ven mittels Regressionsanalyse der Kj-Wert bestimmt.
3H-Glycin-Bindungsassay
Frisch entnommene Rattenhippocampi werden in lOfachen Volumen Präparationspuffer (50 mM Tris-HCl, 10 mM EDTA) mit einem Potter-Homogenisator homogenisiert. Das Homogenat wird 20 Mi¬ nuten bei 48000 x g zentrifugiert. Der überstand wird verwor¬ fen und die im Pellet erhaltenen Membranen durch Resuspendie¬ ren und Zentrifugieren bei 48000 x g (jeweils 20 Minuten) 2 x gewaschen. Die resuspendierten Membranen werden in flüssigen Stickstoff eingefroren und bei 37°C wieder aufgetaut. Nach einem erneuten Waschschritt wird die Membransuspension 15 Mi¬ nuten bei 37°C im Schüttelwasserbad inkubiert. Nach 4 wei¬ teren Waschschritten (jeweils 20 minütiges Zentrifugieren bei 48000 x g und Resuspendieren in Präparationspuffer) werden die Membranen bis zur weiteren Verwendung bei -70°C eingefro¬ ren.
Die eingefrorenen Membranen werden bei 37°C aufgetaut und 2 x durch Zentrifugation bei 48000 x g (20 Minuten) und anschlie- ßendes Resuspendieren in Bindungspuffer (50 mM Tris-HCl pH 7,4; 10 mM MgCl2) gewaschen. Ein Inkubationsansatz enthält 0,25 mg Protein (Membranen), 25 nM 3H-Glycin (16 Ci/mMol) und die zu testenden Substanzen in insgesamt 0,5 ml Bindungspuf¬ fer. Die unspezifische Bindung wird durch Zugabe von 1 mM Glycin bestimmt. Nach 60minütiger Inkubation bei 4°C wird ge¬ bundener und freier Ligand durch Filtration über GF/B-Filter und anschließendem Waschen mit ca. 5 ml eiskaltem Bindungs¬ puffer voneinander getrennt. Die auf den Filtern verbleibende Radioaktivität wird durch Flüssigkeitsscintillationszählung bestimmt. Aus den Verdrängungskurven werden mit Hilfe ines iterativen nichtlinearen Anpassungsprogramms oder entspre¬ chend der Gleichung von Cheng und Prusoff die Dissoziations¬ konstanten berechnet.
In diesen Tests wurden mit den Verbindungen des Anspruchs 1 folgende Ergebnisse erzielt:
3H-Glycin 3H-AMPA
Substanz des Beispiels 1 110 250
Substanz des Beispiels 1 162 558 (Ethylester)
Die Arzneimittelzubereitungen enthalten neben den üblichen Arz¬ neimittelhilfsstoffen eine therapeutisch wirksame Menge an Ver- bindung I. Sie können in verschiedenen Applikationsweisen verab¬ reicht werden, wie peroral, parenteral, subkutan, intraperitonal und topisch. So sind Zubereitungsformen wie Tabletten, Emulsio¬ nen, Infusions- und Injektionslösungen, Pasten, Salben, Gele, Cremes, Lotionen, Puder und Sprays möglich.
Für die lokale äußere Anwendung, z.B. in Puder und Salben, können die Wirkstoffe darin in den üblichen Konzentrationen enthalten sein. In der Regel liegt die Menge bei 1 bis 50 Gew.-%.
Bei der inneren Anwendung werden die Präparationen in Einzeldosen verabreicht. In einer Einzeldosis werden pro kg Körpergewicht 0,1 bis 50 mg, vorzugsweise 0,1 bis 10 mg Wirkstoff gegeben. Die Zu¬ bereitungen können täglich in einer oder mehreren Dosierungen je nach Art und Schwere der Erkrankung verabreicht werden. Die Ta- gesdosis liegt in der Regel bei 0,1 bis 10 mg pro kg Körperge¬ wicht bei oraler Gabe und bei 0,01 bis 50 mg pro kg Körpergewicht bei parenteraler Gabe.
Entsprechend der gewünschten Applikationsart enthalten die erfin- dungsgemäßen Arzneimittelzubereitungen neben dem Wirkstoff die üblichen Trägerstoffe und Verdünnungsmittel. Für die lokale äu¬ ßere Anwendung können pharmazeutisch-technische Hilfsstoffe, wie Entsprechend der gewünschten Applikationsart enthalten die erfin¬ dungsgemäßen Arzneimittelzubereitungen neben dem Wirkstoff die üblichen Trägerstoffe und Verdünnungsmittel. Für die lokale äu¬ ßere Anwendung können pharmazeutisch-technische Hilfsstoffe, wie Ethanol, Isopropanol, oxethyliertes, Ricinusöl, oxethyliertes hy¬ driertes Ricinusöl, Polyacrylsäure, Polyethylenglykol, Polyethy- lenglykolstearat, ethoxylierte Fettalkohole, Paraffinöl, Vaseline und Wollfett verwendet werden. Für die innere Anwendung eignen sich z.B. Milchzucker, Propylenglykol, Ethanol, Stärke, Talk und Polyvinylpyrrolidon.
Ferner können Antioxidationsmittel wie Tocopherol und butyliertes Hydroxyanisol sowie butyliertes Hydroxytoluol, geschmacksverbes¬ sernde Zusatzstoffe, Stabilisierungs-, Emulgier- und Bleichmittel in den Applikationsformen enthalten sein.
Die neben dem Wirkstoff in der Zubereitung enthaltenen Stoffe so¬ wie die bei der Herstellung der pharmazeutischen Zubereitung ver¬ wendeten Stoffe müssen toxikologisch unbedenklich und mit dem je- weiligen Wirkstoff verträglich sein.
Die Herstellung der Arzneimittelzubereituήgen erfolgt in bekann¬ ter Weise.
Beispiel 1
Auf einer Tablettenpresse werden in üblicher Weise Tabletten folgender Zusammensetzung gepreßt:
40 mg 7,8-Dichlor-4,5-dihydro-4-oxo-imidazolo-[1,2-a]-chino- xalin-2-carbonsäure
20 mg Maisstärke
13, 5 mg Gelatine
45 mg Milchzucker 2 2,,2255 mmgg Aerosil® (chemisch reine Kieselsäure in sub¬ mikroskopisch feiner Verteilung)
6 , 75 mg Kartoffelstärke (als 6 %iger Kleister) Beispiel 2
In üblicher Weise werden Dragees folgender Zusammensetzung herge¬ stellt:
20 mg 7,8-Dichlor-4,5-dihydro-4-oxo-imidazolo-[l,2-a] -chino- xalin-2-carbonsäure 60 mg Kernmasse 60 mg Verzuckerungsmasse
Die Kernmasse besteht aus 9 Teilen Maisstärke, 3 Teilen Milch¬ zucker und 1 Teil Luviskol® VA 64 (Vinylpyrrolidon-Vinylacetat- Mischpolymerisat 60:40, vgl. Pharm. Ind. 1962, 586). Die Ver¬ zuckerungsmasse besteht aus 5 Teilen Rohrzucker, 2 Teilen Mais- stärke, 2 Teilen Calciumcarbonat und 1 Teil Talk. Die so herge¬ stellten Dragees werden anschließend mit einem magensaftresisten- ten Überzug versehen.
Beispiel 3
10 g 7,8-Dichlor-4,5-dihydro-4-oxo-imidazolo-[1,2-a]chinoxa- lin-2-carbonsäure werden in 5000 ml Wasser unter Zusatz von NaCl gelöst und mit 0,1 N NaOH auf pH 6,0 eingestellt, so daß eine blutisotonische Lösung entsteht. Jeweils 5 ml dieser Lösung wer- den in Ampullen gefüllt und sterilisiert.

Claims

Patentanspruch
Verwendung von Verbindungen der Formel I
Figure imgf000009_0001
in der
X eine Carboxylgruppe, die in Form ihres Salzes mit einem physiologisch verträglichen Amin- oder Metallkation vorliegen kann; den Rest
C OR3
worin R3 für einen Ci-β-Alkyl- oder Benzylrest steht; oder X eine Hydroxymethyl-, Nitril-, Aldehyd-, Tetrazo- lyl-, Carbonylaminotetrazol-, Carbamoyl-, Oxim- oder Cι-C3-Alkoximethergruppe bedeutet und
R1 und R2, die gleich sind und Wasserstoff-, Chlor- oder Brom- atome, darstellen,
zur Herstellung von Arzneimitteln zur Behandlung von Erkrankungen des zentralen Nervensystems.
PCT/EP1994/000872 1993-03-31 1994-03-19 Imidazolochinoxalinone zur behandlung zentralnervöser erkrankungen WO1994022447A1 (de)

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