Substituiertes Pyrazolderivat
Die vorliegende Erfindung betrifft ein substituiertes Pyrazolderivat, ein Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung als Arzneimittel, insbesondere als Arzneimittel zur Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen.
Es ist bereits bekannt, dass l-Benzyl-3-(substituierte heteroaryl)-kondensierte Pyra- zol-Derivate die Thrombozytenaggregation inhibieren (vgl. EP 667 345 AI).
WO 98/16223 offenbart die Verwendung von l-Benzyl-3-(substituiertes-Hetaryl)- kondensierten Pyrazolderivaten zur Behandlung von speziellen Erkrankungen des Herz-Kreislaufsystems und des Zentralnervensystems.
WO 98/16507 offenbart Heterocyclylmethyl-substituierte Pyrazolderivate und ihre
Verwendung bei der Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen.
WO 98/23619 offenbart ebenfalls substituierte Pyrazolderivate zur Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein substituiertes Pyrazol-Derivat der Formel (I)
(I)
sowie deren Isomere und Salze.
Die erfindungsgemäße Verbindung der Formel (I) kann auch in Form ihrer Salze vorliegen. Im allgemeinen seien hier Salze mit organischen oder anorganischen Basen oder Säuren genannt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden physiologisch unbedenkliche Salze bevorzugt. Physiologisch unbedenkliche Salze der erfindungsgemäßen Verbindung können Salze des erfindungsgemäßen Stoffes mit Mineralsäuren, Carbonsäuren oder Sulfonsäuren sein. Besonders bevorzugt sind z.B. Salze mit Chlorwasserstoffsäure,
Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Methansulfonsäure, Ethan- sulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure, Benzolsulfonsäure, Naphthalindisulfonsäure, Essigsäure, Propionsäure, Milchsäure, Weinsäure, Zitronensäure, Fumarsäure, Maleinsäure oder Benzoesäure.
Physiologisch unbedenkliche Salze können ebenso Metall- oder Ammoniumsalze der erfindungsgemäßen Verbindung sein. Besonders bevorzugt sind z.B. Natrium-, Kalium-, Magnesium- oder Calciumsalze, sowie Ammoniumsalze, die abgeleitet sind von Ammoniak, oder organischen Aminen wie beispielsweise Ethylamin, Di- bzw. Triethylamin, Di- bzw. Triethanolamin, Dicyclohexylamin, Dimethylaminoethanol,
Arginin, Lysin oder Ethylendiamin.
Die erfindungsgemäßen Verbindung kann in stereoisomeren Formen (Enantiomere) existieren. Die Erfindung betrifft sowohl die Enantiomeren als auch deren Gemisch. Die Racemformen lassen sich in bekannter Weise in die stereoisomer einheitlichen
Bestandteile trennen.
Die erfindungsgemäße Verbindung der Formel (I) zeigt ein nicht vorhersehbares, wertvolles pharmakologisches Wirkspektrum.
Insbesondere führt sie zu einer Gefäßrelaxation, Thrombozytenaggregations- hemmung und zu einer Blutdrucksenkung sowie zu einer Steigerung des koronaren Blutflusses. Diese Wirkungen sind über eine direkte Stimulation der löslichen Guanylatzyklase und einem intrazellulären cGMP-Anstieg vermittelt. Außerdem ver- stärkt die erfindungsgemäße Verbindung der Formel (I) die Wirkung von Substanzen, die den cGMP-Spiegel steigern, wie beispielsweise EDRF (Endothelium derived relaxing factor), NO-Donatoren, Protoporphyrin IX, Arachidonsäure oder Phenylhydrazinderi vate .
Sie kann daher in Arzneimitteln zur Behandlung von kardiovaskulären Erkrankungen wie beispielsweise zur Behandlung des Bluthochdrucks und der Herzinsuffizienz, stabiler und instabiler Angina pectoris, peripheren und kardialen Gefäßerkrankungen, von Arrhythmien, zur Behandlung von thromboembolischen Erkrankungen und Ischämien wie Myokardinfarkt, Hirnschlag, transistorisch und ischämische Attacken, periphere Durchblutungsstörungen, Verhinderung von Restenosen wie nach Throm- bolysetherapien, percutan transluminalen Angioplastien (PTA), percutan trans- luminalen Koronarangioplastien (PTCA), Bypass sowie zur Behandlung von Arteriosklerose, asthmatischen Erkrankungen und Krankheiten des Urogenitalsystems wie beispielsweise Prostatahypertrophie, erektile Dysfunktion, weibliche sexuelle Dysfunktion und Inkontinenz eingesetzt werden.
Die in der vorliegenden Erfindung beschriebene Verbindung der Formel (I) stellt auch einen Wirkstoff zur Bekämpfung von Krankheiten im Zentralnervensystem dar, die durch Störungen des NO/cGMP-Systems gekennzeichnet sind. Insbesondere ist sie geeignet zur Beseitigung kognitiver Defizite, zur Verbesserung von Lern- und
Gedächtnisleistungen und zur Behandlung der Alzheimer'schen Krankheit. Sie eignet sich auch zur Behandlung von Erkrankungen des Zentralnervensystems wie Angst-, Spannungs- und Depressionszuständen, zentralnervös bedingten Sexualdysfunk- tionen und Schlafstörungen, sowie zur Regulierung krankhafter Störungen der Nahrungs-, Genuss- und Suchtmittelaufnahme.
Weiterhin eignet sich der Wirkstoff auch zur Regulation der cerebralen Durchblutung und stellt somit wirkungsvolle Mittel zur Bekämpfung von Migräne dar.
Auch eignet er sich zur Prophylaxe und Bekämpfung der Folgen cerebraler Infarkt- geschehen (Apoplexia cerebri) wie Schlaganfall, cerebraler Ischämien und des
Schädel-Hirn-Traumas. Ebenso kann die erfindungsgemäße Verbindung der Formel (I) zur Bekämpfung von Schmerzzuständen eingesetzt werden.
Darüber hinaus umfasst die Erfindung die Kombination der erfindungsgemäßen Ver- bindung der Formel (I) mit organischen Nitraten und NO-Donatoren.
Organische Nitrate und NO-Donatoren im Rahmen der Erfindung sind im allgemeinen Substanzen, die über die Freisetzung von NO bzw. NO-Species ihre therapeutische Wirkung entfalten. Bevorzugt sind Natriumnitroprussid, Nitroglycerin, Isosorbiddinitrat, Isosorbidmononitrat, Molsidomin und SIN- 1.
Außerdem umfasst die Erfindung die Kombination mit Verbindungen, die den Abbau von cyclischem Guanosinmonophosphat (cGMP) inhibieren. Dies sind insbesondere Inhibitoren der Phosphodiesterasen 1, 2 und 5; Nomenklatur nach Beavo und Reifsnyder (1990) TiPS j . S. 150 bis 155. Durch diese Inhibitoren wird die Wirkung der erfindungsgemäßen Verbindung potenziert und der gewünschte pharmakolo- gische Effekt gesteigert.
Die biologische Wirksamkeit der Verbindung der Formel (I) wird in den nachstehen- den Tests gezeigt.
Stimulation der NO-Synthese in primären Endothelzellen
Primäre Endothelzellen wurden aus Schweineaorten durch Behandlung mit Kolla- genase-Lösung isoliert. Anschließend wurden die Zellen in Kulturmedium bei
37°C/5 % CO2 bis zum Erreichen der Konfluenz kultiviert. Für die Untersuchungen
wurden die Zellen passagiert, in 24-Loch Zellkultuφlatten ausgesägt und bis zum Erreichen der Konfluenz subkultiviert (~ 2 x 105 Zellen/Vertiefung). Zur Stimmula- tion der endothelialen NO-Synthese wurde das Kulturmedium abgesaugt und die Zellen einmal mit Ringerlösung gewaschen. Im Anschluss daran wurden die Testsubstanzen zu den Zellen pipettiert und 10 Minuten bei 37°C/5 % CO2 inkubiert. Nach Ende der Inkubationszeit wurde die Pufferlösung abgesaugt und 4°C kalter Stoppuffer zu den Zellen gegeben. Die Zellen wurden dann 16 Stunden lang bei -20°C lysiert. Anschließend wurden die das intrazelluläre cGMP enthaltenden Überstände abgenommen und die cGMP-Konzentrationen durch das cGMP-SPA-System (Amersham Buchler, Braunschweig) bestimmt.
Gefäßrelaxierende Wirkung in vitro
Kaninchen werden durch Nackenschlag betäubt und entblutet. Die Aorta wird entnommen, von anhaftendem Gewebe befreit, in 1,5 mm breite Ringe geteilt und einzeln unter einer Vorspannung in 5 ml-Organbäder mit 37°C warmer, carbonbegaster Krebs-Henseleit-Lösung folgender Zusammensetzung (mM) gebracht: NaCl: 119; KC1: 4,8; CaCl2 x 2 H2O: 1; MgSO4 x 7 H2O: 1,4; KH2PO4: 1,2; NaHCO3: 25; Glu- cose: 10. Die Kontraktionskraft wird mit Statham UC2-Zellen erfasst, verstärkt und über A/D- Wandler (DAS- 1802 HC, Keithley Instruments München) digitalisiert sowie parallel auf Linienschreiber registriert. Zur Erzeugung einer Kontraktion wird Phenylephrin dem Bad kumulativ in ansteigender Konzentration zugesetzt. Nach mehreren Kontrollzyklen wird die zu untersuchende Substanz in jedem weiteren Durchgang in jeweils steigender Dosierung untersucht und die Höhe der Kontraktion mit der Höhe der im letzten Vordurchgang erreichten Kontraktion verglichen. Daraus wird die Konzentration errechnet, die erforderlich ist, um die Höhe des Kontrollwertes um 50 % zu reduzieren (IC5o)- Das Standardapplikationsvolumen beträgt 5 μl, der DMSO-Anteil in der Badlösung entspricht 0,1 %.
Verbindung I: IC50 = 290 nM
Die erfindungsgemäße Verbindung der Formel (I) lässt sich gemäß folgendem Reaktionsschema herstellen:
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für die Verbindung der Formel (I) ist dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbindung der Formel (II)
mit Ethoxymethylencyanessigsäureethylester in Toluol unter Erhitzen zu der Verbindung der Formel (III)
umgesetzt wird, und diese anschließend durch Reaktion mit elementarem Samarium in Gegenwart von Diiodmethan in THF unter Erwärmen in die Verbindung der Formel (I) überführt wird.
Die Verbindung der Formel (II) ist in einer mehrstufigen Synthese aus dem literaturbekannten Natriumsalz des Cyanobrenztraubensäureethylesters (Borsche und Man- teuffel, Liebigs. Ann. Chem. 1934, 512, 97) erhältlich. Durch dessen Umsetzung mit 2-Fluorbenzylhydrazin unter Erhitzen und Schutzgasatmosphäre in einem inerten Lösungsmittel wie Dioxan erhält man den 5-Amino-l-(2-fluorbenzyl)-pyrazol-3- carbonsäureethylester, der durch Umsetzung mit Dimethylaminoacrolein im sauren
Medium unter Schutzgasatmosphäre und Erhitzen zum entsprechenden Pyridinderi- vat cyclisiert. Dieses Pyridinderivat l-(2-Fluorbenzyl)-lH-pyrazolo[3,4-b]pyridin-3- carbonsäureethylester wird durch eine mehrstufige Sequenz, bestehend aus Überführung des Esters mit Ammoniak in das entsprechende Amid, Dehydratisierung mit einem wasserentziehenden Mittel wie Trifluoressigsäureanhydrid zum entsprechenden Nitrilderivat, Umsetzung des Nitrilderivats mit Natriumethylat und abschließende Reaktion mit Ammoniumchlorid in die Verbindung der Formel (II) überfuhrt.
Die Erfindung wird nachstehend durch ein bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel näher erläutert, auf welches sie jedoch nicht eingeschränkt ist. Soweit nicht anders angegeben, beziehen sich nachstehend alle Mengenangaben auf Gewichtsprozente.
Abkürzungen in den Beispielen:
RT: Raumtemperatur
EE: Essigsäureethylester MCPBA: m-Chloφeroxybenzoesäure
BABA: n-Butylacetat/n-Butanol/Eisessig/Phosphatpuffer pH 6 (50:9:25.15; org.Phase)
Laufrnittel für die Dünnschichtchromatographie:
Tl El : Toluol-Essigsäureethylester (1 :1)
T 1 EtOH 1 : Toluol-Ethanol (1:1)
C 1 E 1 : Cyclohexan-Essigsäureethylester (1:1)
Cl E2: Cyclohexan-Essigsäureethylester (1 :2)
Beispiele
Herstellung von 5-Amino-l-(2-fluorbenzyl)-pyrazol-3-carbonsäureethylester
100 g (0.613 mol) Natriumsalz des Cyanobrenztraubensäureethylester (Darstellung analog Borsche und Manteuffel, Liebigs Ann. 1934, 512, 97) werden unter gutem Rühren unter Argon in 2.5 1 Dioxan bei Raumtemperatur mit 111.75 g (75 ml, 0.98 mol) Trifluoressigsäure versetzt und 10 min gerührt, wobei ein großer Teil des Eduktes in Lösung geht. Dann gibt man 85.93 g (0.613 mol) 2-Fluorbenzylhydrazin hinzu und kocht über Nacht. Nach Abkühlen werden die ausgefallenen Kristalle des Natriumtrifluoracetats abgesaugt, mit Dioxan gewaschen und die Lösung roh weiter umgesetzt.
2. Herstellung von l-(2-Fluorbenzyl)-lH-pyrazolo|"3,4-b"lpyridin-3-carbonsäure- ethylester
Die aus 1. erhaltene Lösung wird mit 61.25 ml (60.77 g, 0.613 mol) Dimethylamino- acrolein und 56.28 ml (83.88 g, 0.736 mol) Trifluoressigsäure versetzt und unter
Argon 3 Tage lang gekocht. Anschließend wird das Lösungsmittel im Vakuum verdampft, der Rückstand in 2 1 Wasser gegeben und dreimal mit je 1 1 Essigester extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden mit Magnesiumsulfat getrocknet und einrotiert. Man chromatographiert auf 2.5 kg Kieselgel und eluiert mit einem Toluol / Toluol-Essigester=4:l -Gradienten. Ausbeute: 91.6 g (49.9 % d.Th. über zwei Stufen). Smp. 85°C Rf (SiO2, TlEl): 0.83
3. Herstellung von 1 -(2-Fluorbenzyl)-lH-pyrazolo[3,4-blpyridin-3-carboxamid
10.18 g (34 mmol) des in Beispiel 2 erhaltenen Esters werden in 150 ml mit Ammoniak bei 0 - 10°C gesättigtem Methanol vorgelegt. Man rührt zwei Tage bei Raum- temperatur und engt anschließend im Vakuum ein.
Rf (SiO2, TlEl): 0.33
4. Herstellung von 3-Cyano-l-(2-fluorbenzyl)-lH-pyrazolo[3,4-b]pyridin
36.1 g (133 mmol) l-(2-Fluorbenzyl)-lH-pyrazolo[3,4-b]pyridin-3-carboxamid aus Beispiel 3 werden in 330 ml THF gelöst und mit 27 g (341 mmol) Pyridin versetzt. Anschließend gibt man innerhalb von 10 min 47.76 ml (71.66 g, 341 mmol) Triflu- oressigsäureanhydrid hinzu, wobei die Temperatur bis auf 40°C ansteigt. Man rührt über Nacht bei Raumtemperatur. Anschließend wird der Ansatz in 1 1 Wasser gegeben und dreimal mit je 0.5 1 Essigester extrahiert. Die organische Phase wird mit gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung und mit 1 N HCl gewaschen, mit MgSÜ4 getrocknet und einrotiert. Ausbeute: 33.7 g (100% d.Th.) Smp: 81°C Rf (SiO2, TlEl): 0.74
5. Herstellung von l-(2-Fluorbenzyl)-lH-pyrazolo[3,4-blpyridin-3-carboximid- säuremethylester
Man löst 30.37 g (562 mmol) Natriummethylat in 1.5 1 Methanol und gibt 36.45 g (144.5 mmol) 3-Cyano-l-(2-fluorbenzyl)-lH-pyrazolo[3,4-b]pyridin (aus Beispiel 4) hinzu. Man rührt 2 Stunden bei Raumtemperatur und setzt die erhaltene Lösung direkt für die nächste Stufe ein.
6. Herstellung von l-(2-Fluorbenzyl)-lH-pyrazolo 3,4-b1pyridin-3-carboxamidin
Die aus Beispiel 5 erhaltene Lösung von l-(2-Fluorbenzyl)-lH-pyrazolo[3,4- b]pyridin-3-carboximidsäuremethylester in Methanol wird mit 33.76 g (32.19 ml,
562 mmol) Eisessig und 9.28 g (173 mmol) Ammoniumchlorid versetzt und über Nacht unter Rückfluss gerührt. Man verdampft das Lösungsmittel im Vakuum, verreibt den Rückstand gut mit Aceton und saugt den ausgefallenen Feststoff ab. Man gibt in 2 1 Wasser, versetzt unter Rühren mit 31.8 g Natriumcarbonat und extrahiert dreimal mit insgesamt 1 1 Essigester, trocknet die organische Phase mit Magnesiumsulfat und dampft im Vakuum ein. Ausbeute 27.5 g (76.4 % d.Th. über zwei Stufen) Smp.: 86°C
Rf (SiO2, TlEtOHl): 0.08
7. Herstellung von Ethyl 4-amino-2-[l-(2-fluorobenzyl)-lH-pyrazolo[3,4-blpy- ridin-3-yll-5-pyrimidincarboxylat
10 g l-(2-Fluorbenzyl)l-H-pyrazolo[3,4-b]pyridin-3-carboxamidin aus Beispiel 6 werden mit 24.8 g (146.84 mmol) Ethoxymethylencyanessigsäureethylester in 250 ml Toluol 5 h lang gekocht, mit 250 ml Toluol versetzt und siedend heiß filtriert. Die bei Raumtemperatur ausfallenden Kristalle werden erneut in heißem Toluol gelöst, mit 30 g Kieselgel versetzt und im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wird auf Kieselgel mit einem Toluol -> Essigestergradienten chromatographiert. Man erhält 3.11 g (21.3 % d. Th.) Kristalle mit einem Smp. von 231°C.
8. Herstellung von l-(4-Amino-2-[l-(2-fluorobenzyl)-lH-pyrazolor3,4-fr~|pv- ridin-3-yll-5-pyrimidinyl) cyclopropanol (I)
Man überschichtet unter Argon 300 mg Samarium mit 1 ml trockenem THF, erwärmt auf 50°C und gibt eine erwärmte Lösung von 150 mg Ethyl 4-amino-2-[l-(2- fluorobenzyl)-lH-pyrazolo[3,4-b]pyridin -3-yl]-5-pyrimidincarboxylat aus Beispiel 7
und 400 mg Diiodmethan in 8 ml THF innerhalb von 70 min hinzu. Anschließend wird abgekühlt, mit IN HCl behandelt und mit Essigester extrahiert. Der Eindampfrückstand wird auf RP18 Kieselgel mit Acetonitril/Wasser als Eluenten chromatographiert. Man erhält 1 mg der Zielverbindung
1H-NMR (500 MHz, d4-Methanol):
zwei Singuletts, die zu einem Proton integrieren.