DE60001307T2

DE60001307T2 - Pyridopyranoazepinderivate, ihre herstellung und therapeutische verwendung

Info

Publication number: DE60001307T2
Application number: DE60001307T
Authority: DE
Inventors: Frederic Galli; Samir Jegham; Alistair Lochead; Axelle Samson
Original assignee: Sanofi Synthelabo SA
Current assignee: Sanofi Aventis France
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 2000-03-01
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2020-03-02
Also published as: SK284339B6; ES2191611T3; CA2372063C; RU2238273C2; ATE231869T1; UA61164C2; BG105828A; EP1161434B1; EE04497B1; MXPA01008972A; AR022820A1; US6538003B1; HRP20010655B1; TR200102403T2; BR0008763A; HUP0201753A3; US6908927B2; NO327119B1; US20030187012A1; PL201683B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
in der
R&sub1; ein Wasserstoffatom, eine (C&sub1;-C&sub4;)-Alkylgruppe, eine Phenyl-(C&sub1;-C&sub4;)-alkylgruppe, eine Phenylhydroxy-(C&sub1;-C&sub4;)-alkylgruppe, eine Furanyl-(C&sub1;-C&sub4;)-alkylgruppe oder eine Furanylhydroxy-(C&sub1;-C&sub4;)-alkylgruppe,
R&sub2; entweder ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom oder eine Trifluormethylgruppe, Cyanogruppe, Hydroxygruppe, Nitrogruppe, Acetylgruppe, (C&sub1;-C&sub6;)-Alkylgruppe, (C&sub1;-C&sub6;)-Alkoxygruppe oder eine Gruppe der allgemeinen Formel NR&sub4;R&sub5;, in der R&sub4; ein Wasserstoffatom oder eine (C&sub1;-C&sub4;)-Alkylgruppe oder (C&sub1;-C&sub4;)-Alkanoylgruppe und R&sub5; ein Wasserstoffatom oder eine (C&sub1;-C&sub4;)-Alkylgruppe darstellen, oder R&sub4; und R&sub5; gemeinsam mit dem sie tragenden Stickstoffatom einen C&sub4;-C&sub7;-Ring bilden, oder eine Phenylgruppe oder eine Naphthylgruppe, die gegebenenfalls durch ein Halogenatom oder eine Trifluormethylgruppe, Trifluormethoxygruppe, Cyanogruppe, Hydroxygruppe, Nitrogruppe, Acetylgruppe, (C&sub1;-C&sub6;)-Alkylgruppe, (C&sub1;-C&sub6;)- Alkoxygruppe, an die Positionen 2 und 3 oder 3 und 4 des Phenylrings gebundene Methylendioxygruppe oder Phenylgruppe substituiert ist, und
R&sub3; ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom oder eine (C&sub1;-C&sub4;)-Alkylgruppe bedeuten.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) können in Form der Basen oder von Säureadditionssalzen vorliegen. Weiterhin können, da die Atome in den Positionen 5a und 10a asymmetrisch sind, die Verbindungen in Form von reinen geometrischen und optischen Isomeren oder Mischungen davon vorliegen.
Erfindungsgemäß kann man die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) mit Hilfe eines durch das nachfolgende Schema verdeutlichten Verfahrens herstellen. Schema
Man setzt ein 2-Methylpyridin-3-ol der allgemeinen Formel (II), in der R&sub2; und R&sub3; die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, mit einer Alkyllithiumverbindung um und kondensiert das in dieser Weise erhaltene Zwischenprodukt mit 1-Azabicyclo[2.2.2]octan-3-on der Formel (III) bei niedriger Temperatur und in einem aprotischen Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran.
Man erhält eine Verbindung der allgemeinen Formel (IV), in welche man die Substituenten R&sub2; und R&sub3; mit Hilfe von sämtlichen dem Fachmann bekannten Methoden einführen oder modifizieren kann.
Anschließend unterwirft man die Verbindung der allgemeinen Formel (IV) einer Entwässerungsbehandlung, welche von einer Umlagerung begleitet wird, in saurem Medium, beispielsweise Methansulfonsäure oder Schwefelsäure bei hoher Temperatur.
Man erhält eine Verbindung der allgemeinen Formel (Ia), bei der man die Substituenten R&sub2; und R&sub3; mit Hilfe sämtlicher dem Fachmann bekannten Methoden modifizieren kann und/oder den Substituenten R&sub1; einführen kann.
Die Ausgangsverbindungen der Formeln (II) und (III) sind im Handel erhältlich (R&sub2; = R&sub3; = H) oder können mit Hilfe bekannter Verfahrensweisen hergestellt werden.
Die folgenden Beispiele verdeutlichen die Herstellung einiger erfindungsgemäßer Verbindungen. Die Mikroelementaranalysen und die IR- und NMR- Spektren sowie in bestimmten Fällen die Röntgenbeugungsspektren bestätigen die Strukturen der erhaltenen Verbindungen.
Die in den Titeln der Beispiele in Klammern angegebenen Ziffern entsprechen jenen, die in der ersten Spalte der nachfolgenden Tabelle angegeben sind.
Bei den Verbindungsbezeichnungen stellt der Bindestrich "-" Teil des Wortes dar, während der Bindestrich "_" nur die Trennung am Ende der Zeile darstellen soll und der in Abwesenheit einer Trennung eliminiert werden muß und weder durch einen normalen Bindestrich noch durch eine Leertaste ersetzt werden darf.

Beispiel 1 (Verbindung Nr. 1)

(trans)-5a,6,7,9,10,11-Hexahydro-8,10a-methanopyrido[2'3':5,6]pyrano[2,3-d]_ azepin-Hydrochlorid (2 : 1)

1.1. 3-[(3-Hydroxypyridin-2-yl)-methyl]-1-azabicyclo[2.2.2]octan-3-ol.

Man beschickt einen 2000 ml-Dreihalskolben unter Argon mit 52,9 g (484 mMol) 2-Methyl-3-hydroxypyridin in Lösung in 1300 ml Tetrahydrofuran. Man kühlt die Lösung auf -56ºC ab und gibt 750 ml (975 mMol) einer 1,3 M 1- Methylpropyllithium-Lösung in Cyclohexan tropfenweise im Verlaufe von 3 Stunden zu, wobei man die Temperatur bei unterhalb -50ºC hält. Nach Beendigung der Zugabe läßt man die Temperatur im Verlaufe von 45 Minuten auf -4ºC ansteigen und kühlt dann erneut auf -58ºC ab, um dann 60,6 g (484 mMol) 1-Azabi_ cyclo[2.2.2]octan-3-on in Lösung in 250 ml Tetrahydrofuran tropfenweise im Verlaufe von 40 Minuten zuzugeben. Man läßt die Temperatur auf Raumtemperatur ansteigen und setzt das Rühren während 20 Stunden fort. Man kühlt die Reaktionsmischung auf 4ºC ab und hydrolysiert durch Zugabe von 110 ml einer wäßrigen 36%-igen Chlorwasserstoffsäurelösung. Man gibt 400 ml Wasser zu, dekantiert die beiden Phasen, extrahiert die organische Phase mit Wasser, vereinigt die wäßrigen Phasen, kühlt das Medium auf 4ºC ab und gibt eine wäßrige konzentrierte Natriumhydroxidlösung bis zu einem pH-Wert von 8,4 zu. Man filtriert den erhaltenen Niederschlag und trocknet ihn im Vakuum bei 80ºC.
Man erhält in dieser Weise 62,5 g des Produkts.
Schmelzpunkt: 270-272ºC.

1.2. (trans)-5a,6,7,9,10,11-Hexahydro-8,10a-methanopyrido[2',3':5,6]-pyran_ 2,3-d]azepin-Hydrochlorid (2 : 1)

Man beschickt einen 50 ml-Kolben mit 2,34 g (10 mMol) 3-[(3-Hydroxy_ pyridin-2-yl)-methyl]-1-azabicyclo[2.2.2]octan-3-ol in Lösung in 10 ml Methansulfonsäure und erhitzt während 48 Stunden auf 180ºC.
Man kühlt das Reaktionsmedium ab und gießt es auf Eis. Man stellt durch Zugabe einer wäßrigen konzentrierten Natriumhydroxidlösung alkalisch und extrahiert mit Chloroform. Man trocknet die organische Phase über Magnesiumsulfat und engt unter vermindertem Druck ein. Man reinigt den Rückstand säulenchromatographisch über Kieselgel unter Elution mit einer Chloroform/Methanol/Ammoniak-Mischung (90/10/l). Man erhält das Produkt in Form der Base, welche man durch Zugabe einer Lösung von Chlorwasserstoffsäure in Ethanol in das Salz überführt. Man isoliert 1,55 g des Hydrochlorids.
Schmelzpunkt: > 300ºC.

Beispiel 2 (Verbindung Nr. 2)

(5aS,10aR)-5a,6,7,9,10,11-Hexahydro-8,10a-methanopyrido[2,3':5,6]pyrano_ [2,3-d]azepin-Hydrochlorid (2 : 1)

2.1. (5aS,10aR)-5a,6,7,9,10,11-Hexahydro-8,10a-methanopyrido[2,3':5,6]pyra_ no[2,3-d]azepin-(3R,5R)-(-)-O,O'-Dibenzoyl-L-tartrat (1 : 2)

Man beschickt einen 500 ml-Kolben mit 15,335 g (0,0709 Mol) (trans)- 5a,6,7,9,10,11-Hexahydro-8,10a-methanopyrido[2',3':5,6]pyranzo[2,3-d]azepin in 50 ml Ethylacetat, gibt eine Lösung von 50,83 g (0,142 Mol) (3R,5R)-(-)-O,O'-Di_ benzoyl-L-weinsäure in 50 ml Ethylacetat zu, verdampft das Lösungsmittel unter vermindertem Druck und löst den Rückstand am Rückfluß in 885 ml einer 7/3- Mischung aus Wasser und Ethanol. Nach dem Abkühlen sammelt man die erhaltenen Kristalle durch Filtration und kristallisiert sie aus 50 ml Propan-2-ol in der Wärme aus.
Man erhält nach dem Abkühlen 13,7 g Kristalle.
Schmelzpunkt: 145-148ºC; [α]D²&sup0; = -104,3º (c = 0,5, MeOH).

2.2. (5aS,10aR)-5a,6,7,9,10,11-Hexahydro-8,10a-methanopyrido[2',3':5,6]pyra_ no[2,3-d]azepin-Hydrochlorid (2 : 1)

Durch Behandeln der vorhergehenden Verbindung in wäßriger Kaliumcarbonatlösung, gefolgt von einer Extraktion mit Dichlormethan erhält man 3,1 g (0,0143 Mol) der Verbindung in Form der Base.
Schmelzpunkt: 69-71ºC.
[α]D²&sup0; = -75,4º (C = 1, MeOH).
Man beschickt einen 50 ml-Kolben mit einer Lösung dieser Base in 10 ml Ethanol und gibt 6 ml (0,030 Mol) einer 6 M Chlorwasserstoffsäurelösung in Propan-2-ol zu, engt die Mischung unter vermindertem Druck zur Trockne ein, nimmt den Rückstand mit 40 ml Propan-2-ol auf, erhitzt zum Sieden am Rückfluß und gibt 5 ml Ethanol zu. Nach dem Abkühlen gewinnt man die erhaltenen Kristalle durch Filtration und trocknet sie unter vermindertem Druck.
Man erhält 3,4 g weißer Kristalle.
Schmelzpunkt: 330ºC; [α]D²&sup0; = -85,3º (c = 1, MeOH).

Beispiel 3 (Verbindung Nr. 4)

(trans)-2-Brom-5a,6,7,9,10,11-hexahydro-8,10a-methanopyrido[2',3':5,6]pyrano_ [2,3-d]azepin

3.1. 3-[(6-Brom-3-hydroxypyridin-2-yl)-methyl]-1-azabicyclo[2.2.2]octan-3-ol

Man beschickt einen 1000 ml-Kolben bei Raumtemperatur mit 52,23 g (0,223 Mol) 3-[(3-Hydroxypyridin-2-yl)-methyl]-1-azabicyclo[2.2.2]octan-3-ol in Form einer Suspension in 500 ml Wasser. Man gibt 26,7 g (0,669 Mol) Natriumhydroxid in Lösung in 350 ml Wasser und 26,5 g (0,223 Mol) Kaliumbromid zu und rührt bis zur vollständigen Auflösung, bevor man 11,5 ml (0,223 Mol) Brom tropfenweise im Verlaufe von 2 Stunden zugibt.
Man rührt während 18 Stunden bei Raumtemperatur, neutralisiert dann das Reaktionsmedium durch Zugabe von 23 ml Essigsäure, kühlt in einem Eisbad und filtriert den erhaltenen Niederschlag ab. Man engt die Mutterlaugen ein und verreibt den erhaltenen Niederschlag in Propan-2-ol, filtriert ab und spült ihn. Man erhält 27,9 g des Produkts.
Schmelzpunkt: 215-221ºC.

3. 2. (trans)-2-Brom-5a,6,7,9,10,11-hexahydro-8,10a-methanopyrido[2',3':5,6]_ pyrano[2,3-d]azepin

Man beschickt einen 100 ml-Kolben mit 6,1 g 3-[(6-Brom-3-hydroxypy_ ridin-2-yl)-methyl)-1-azabicyclo[2.2.2]octan-3-ol und 50 ml konzentrierter Schwefelsäure. Man erhitzt die Mischung während 72 Stunden auf 130ºC, kühlt dann auf Raumtemperatur ab, gießt auf Eis, stellt die wäßrige Phase durch Zugabe einer wäßrigen konzentrierten Natriumhydroxidlösung auf einen pH-Wert von 10 ein und extrahiert mit Chloroform. Man trocknet die organischen Phasen über Magnesiumsulfat, engt sie unter vermindertem Druck ein, reinigt den Rückstand säulenchromatographisch über Kieselgel unter Elution mit einer Dichlormethan/Methanol/Ammoniak-Mischung (90/10/4) und erhält 1,2 g des Produkts.
Schmelzpunkt: 157-159ºC

Beispiel 4 (Verbindung Nr. 28)

trans-(-)-2-Brom-5a,6,7,9,10,11-hexahydro-8,10a-methanopyrido[2',3':5,6]pyra_ no[2,3-d]azepin-Hydrobromid (1 : 1)

4.1. (5aS,10aR)-2-Brom-5a,6,7,9,10,11-hexahydro-8,10a-methanopyrido_ [2',3':5,6]pyrano[2,3-d]azepin-(3R,5R)-(-)-O,O'-Dibenzoyl-L-tartrat (1 : 2)

Man beschickt einen 50 ml-Kolben mit 0,3 g (1 mMol) (trans)-2-Brom- 5a,6,7,9,10,11-hexahydro-8,10a-methanopyrido[2',3':5,6]pyrano[2.3-d]azepin in Lösung in 10 ml Ethylacetat, gibt 0,358 g (1 mMol) O,O'-(-)-Dibenzoyl-L-weinsäure in Lösung in 3 ml Ethylacetat zu, verdampft das Lösungsmittel unter vermindertem Druck und kristallisiert den Rückstand aus 5 ml warmem Propan-2-ol um. Nach dem Abkühlen gewinnt man die erhaltenen Kristalle durch Filtration und trocknet sie im Vakuum.
Man erhält 0,12 g Kristalle.
Schmelzpunkt: 200ºC
[α]D²&sup0; = -106º (C = 0,5, MeOH).

4.2. trans-(-)-2-Brom-5a,6,7,9,10,11-hexahydro-8,10a-methanopyrido[2',3':5,6]_ pyrano[2,3-d]azepin-Hydrobromid (1 : 1)

Die Gewinnung der Base erfolgt durch Behandeln der obigen Verbindung mit einer wäßrigen Natriumhydroxidlösung, gefolgt von einer Extraktion mit Dichlormethan.
Man beschickt einen 100 ml-Kolben mit einer Lösung von 0,3 g (1 mMol) der Base in 30 ml Propan-2-ol, gibt 0,36 ml (2 mMol) einer 33%-igen Lösung von Bromwasserstoffsäure in Essigsäure zu, kühlt auf 4ºC ab, gewinnt die erhaltenen Kristalle durch Filtration und trocknet sie im Vakuum.
Man erhält 0,25 g weißer Kristalle.
Schmelzpunkt: 350-352ºC; [α]D²&sup0; = -76,3º (c = 0,5, MeOH).

Beispiel 5 (Verbindung Nr. 24)

trans-(-)-2-Chlor-5a,6,7,9,10,11-hexahydro-8,10a-methanopyrido[2,3':5,6]pyra_ no[2,3-d]azepin-Hydrochlorid (2 : 1)

Man löst 0,2 g (0,68 mMol) trans-(-)-2-Brom-5a,6,7,9,10,11-hexahydro- 8,10a-methanopyrido[2',3':5,6]pyranzo[2,3-d]azepn in 4 ml einer wäßrigen konzentrierten Chlorwasserstoffsäurelösung und erhitzt in einem geschlossenen Rohr während 48 Stunden auf 180ºC.
Man dampft die wäßrige Phase ein und kristallisiert den Rückstand aus Propan- 2-ol um.
Man erhält 0,075 g Kristalle.
Schmelzpunkt: 339-344ºC; [α]D²&sup0; = -81º (c = 0,5, MeOH).

Beispiel 6 (Verbindung Nr. 27)

(trans)-2-Cyano-5a,6,7,9,10,11-hexahydro-8,10a-methanopyrido[2',3':5,6]pyrano_ [2,3-d]azepin-Hydrobromid (1 : 1)

Man löst in einem 50 ml-Kolben 0,45 g (1,52 mMol) (trans)-2-Brom- 5a,6,7,9,10,11-hexahydro-8,10a-methanopyrido[2',3':5,6]pyrano[2,3-d]azepin in 8 ml Pyridin, gibt 0,205 g (2,29 mMol) Kupfercyanid zu und erhitzt während 30 Stunden zum Sieden am Rückfluß.
Man gibt 75 ml Dichlormethan zu, wäscht die organische Phase mit 45 ml einer wäßrigen gesättigten Ammoniumchloridlösung und dann mit 75 ml Wasser. Nach dem Trocknen engt man die organische Phase unter vermindertem Druck ein und erhält 0,22 g des erwarteten Produkts. Man löst es in Propan-2-ol und behandelt es mit einem Äquivalent Bromwasserstoffsäure in Form einer 33%-igen Lösung in Essigsäure. Nach dem Abkühlen sammelt man die Kristalle durch Filtration, trocknet sie im Vakuum und erhält 0,21 g des Produkts.
Schmelzpunkt: 329-332ºC.

Beispiel 7 (Verbindung Nr. 10)

(trans)-2-(4-Methylphenyl)-5a,6,7,9,10,11-hexahydro-8,10a-methanopyrido_ [2',3':5,6]pyrano[2,3-d]azepin-Hydrobromid (2 : 1)

Man beschickt ein 10 ml-Reaktionsgefäß mit 0,3 g (1 mMol) (trans)-2- Brom-5a,6,7,9,10,11-hexahydro-8,10a-methanopyrido[2',3':5,6]pyrano[2,3-d]aze_ pin in 6 ml Toluol, 0,193 g (1,4 mMol) 4-Methylphenylboronsäure, 0,072 g (0,06 mMol) Pallium-tetrakis(triphenylphosphin), 1 ml (2 mMol) Natriumcarbonat in Form einer wäßrigen 2 M Lösung und 0,05 ml Ethanol und erhitzt das Reaktionsgemisch während 72 Stunden zum Sieden am Rückfluß.
Nach dem Dekantieren trägt man die organische Phase auf Kieselgel auf und eluiert mit einer Dichlormethan/Methanol/Ammoniak-Mischung (97/3/0,3).
Man erhält 0,31 g des Produkts, welches man mit zwei Äquivalenten Bromwasserstoffsäure in Lösung in Essigsäure in das Salz überführt.
Schmelzpunkt: 355ºC.

Beispiel 8 (Verbindung Nr. 5)

(trans)-11-Methyl-5a,6,7,9,10,11-hexahydro-8,10a-methanopyrido[2',3':5,6]pyra_ no[2,3-d]azepin-Hydrochlorid (2 : 1)

Man beschickt einen 100 ml-Dreihalskolben mit 0,43 g (2 mMol) (trans)-5a,6,7,9,10,11-Hexahydro-8,10a-methanopyrido[2',3':5,6]pyranzo[2,3-d]_ azepin in 20 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran, kühlt das Reaktionsmedium auf -78ºC ab, gibt tropfenweise 1,2 ml (3 mMol) 2,5 M Butyllithium in Hexan zu und setzt das Rühren während 30 Minuten bei -78ºC fort.
Dann gibt man 0,19 ml (3 mMol) Iodmethan zu, läßt die Mischung sich langsam bis auf Raumtemperatur erwärmen, gibt 100 ml Wasser zu und extrahiert mit Dichlormethan. Man trocknet die organische Phase über Magnesiumsulfat, dampft unter vermindertem Druck ein und reinigt den Rückstand säulenchromatographisch über Kieselgel, wobei man mit einer Dichlormethan/Methanol/Ammoniak-Mischung (90/10/1) eluiert. Man behandelt das erhaltene Produkt mit zwei Äquivalenten Chlorwasserstoffsäure in Propan-2-ol und isoliert 0,15 g Kristalle durch Filtration.
Schmelzpunkt: > 330ºC.

Beispiel 9 (Verbindung Nr. 9)

(trans)-α-Furan-3-yl-5a,6,7,9,10,11-hexahydro-10aH-8,10a-methanopyrido_ [2',3':5,6]pyrano[2,3-d]azepin-11-methanol-Hydrobromid (2 : 1)

Man behandelt 0,43 g (2 mMol) (trans)-5a,6,7,9,10,11-hexahydro- 8,10a-methanopyrido[2',3':5,6]pyranzo[2,3-d]azepin bei den in Beispiel 8 beschriebenen Bedingungen mit Furan-3-carboxaldehyd.
Nach der Salzbildung mit 2 Äquivalenten Bromwasserstoffsäure in Essigsäure erhält man 0,3 g der Verbindung.
Schmelzpunkt: 69-73ºC unter Zersetzung.

Beispiel 10 (Verbindung Nr. 26)

(trans)-2,4-Dibrom-5a,6,7,9,10,11-hexahydro-8,10a-methanopyrido[2',3':5,6]py_ rano[2,3-d]azepin-Hydrobromid (1 : 1)

10.1. 3-[(4,6-Dibrom-3-hydroxypyridin-2-yl)-methyl]-1-azabicyclo[2.2.2]octan-3- ol

Man beschickt einen 2000 ml-Kolben mit einer Lösung von 24 g (0,426 Mol) Kaliumhydroxid in 600 ml Wasser, gibt 50,0 g (0,213 Mol) 3-[(3-Hydroxypy_ ridin-2-yl)-methyl]-1-azabicyclo[2.2.2]octan-3-ol und dann tropfenweise im Verlaufe von 40 Minuten eine Lösung von 10,93 ml (0,213 Mol) Brom und 152,4 g (1,280 Mol) Kaliumbromid in 600 ml Wasser zu und rührt die Mischung während 16 Stunden bei Raumtemperatur.
Man stellt den pH-Wert durch Zugabe von Essigsäure auf 7,5 ein, rührt während 1 Stunde, filtriert, trocknet den erhaltenen Feststoff, nimmt ihn mit 1000 ml Ethanol auf und erhitzt die erhaltene Suspension während 2 Stunden.
Nach dem Abkühlen gewinnt man den Niederschlag durch Filtration und trocknet ihn.
Man erhält 21,24 g eines Feststoffs.
Schmelzpunkt: 260-265ºC.

10.2. (trans)-2,4-Dibrom-5a,6,7,9,10,11-hexahydro-8,10a-methanopyrido_ [2',3':5,6]pyrano[2,3-d]azepin-Hydrobromid (1 : 1)

Man beschickt einen 500 ml-Kolben mit 10 g (25 mMol) 3-[(4,6-Dibrom-3-hydroxypyridin-2-yl)-methyl]-1-azabicyclo[2.2.2]octan-3-ol, gibt 150 ml konzentrierter Schwefelsäure und 3,6 g (25 mMol) Phosphorpentoxid zu und erhitzt die Mischung während 48 Stunden auf 150ºC.
Man kühlt ab, gießt auf 300 g Eis, stellt den pH-Wert durch Zugabe von Ammoniak auf 10 ein und extrahiert mit Chloroform. Man trocknet die organische Phase über Natriumsulfat, filtriert, verdampft das Lösungsmittel unter vermindertem Druck und reinigt den Rückstand säulenchromatographisch über Kieselgel, wobei man mit einer Chloroform/Methanol/Ammoniak-Mischung (98/2/0,2) eluiert. Nach der Salzbildung des erhaltenen Feststoffs mit einem Äquivalent Bromwasserstoffsäure in Essigsäure erhält man 3,53 g des Hydrobromids.
Schmelzpunkt: 320ºC unter Zersetzung.
Die nachfolgende Tabelle verdeutlicht die chemischen Strukturen und die physikalischen Eigenschaften einiger erfindungsgemäßer Verbindungen. In den Spalten "R&sub1;" und "R&sub2;" stehen "C&sub6;H&sub5;", "C&sub6;H&sub4;" bzw. "C&sub6;H&sub3;" für nichtsubstituierte, monosubstituierte bzw. disubstituierte Phenylgruppen. Die Substituenten und ihre Positionen sind angegeben. "C&sub4;H&sub3;O" steht für eine Furan-3-yl-gruppe. "2-C&sub1;&sub0;H&sub7; steht für die Naphthalin-2-yl-gruppe.
Die Spalte "5a, 10a" gibt die Konfiguration der chiralen Zentren 5a und 10a an und "+/-" steht für ein Racemat.
In der Salze "Saz" steht das Symbol "-' für die Verbindung in Form der Base, "HCl" steht für das Hydrochlorid, "HBr" steht für das Hydrobromid, "dbL" steht für das Dibenzoyl-L-tartrat und "dbD" steht für das Dibenzoyl-D-tartrat. Die Säure : Base-Molverhältnisse sind angegeben.
In der Spalte "F(ºC)" steht "(d)" für den Schmelzpunkt unter Zersetzung. Tabelle
Die erfindungsgemäßen Verbindungen wurden Untersuchungen unterzogen, um den Nachweis ihrer therapeutischen Wirkungen zu führen.
So wurden sie im Hinblick auf ihre Affinität gegenüber Nicotinrezeptoren, welche die Untereinheit α&sub4;β&sub2; aufweisen, nach den von Anderson und Arneric (Eur, J. Pharmacol., 253 (1994), 261) und Hall et coll. (Brain Res., 600 (1993), 127) untersucht.
Man enthauptet männliche Sprague Dawley-Ratten mit einem Gewicht von 150 bis 200 g und entnimmt das gesamte Gehirn schnell, homogenisiert es in 15 Volumen einer 0,32 M Saccharoselösung bei 4ºC und zentrifugiert dann während 10 Minuten bei 1000 g. Man entfernt den Zentrifugenrückstand und zentrifugiert die überstehende Flüssigkeit während 20 Minuten bei 4ºC und 20000 g. Man gewinnt den Zentrifugenrückstand und homogenisiert ihn mit Hilfe einer PolytronTM-Verreibvorrichtung in 15 Volumen bidestilliertem Wasser bei 4ºC und zentrifugiert dann während 20 Minuten bei 8000 g. Man entfernt den Zentrifugenrückstand und zentrifugiert die überstehende Flüssigkeit und die Hautschicht ("buffy coat") bei 40000 g während 20 Minuten, gewinnt den Zentrifugenrückstand, suspendiert ihn erneut in 15 ml bidestilliertem Wasser bei 4ºC und zentrifugiert ihn erneut bei 40000 g, bevor man das Material bei -80ºC aufbewahrt.
Am Tag der Untersuchung taut man das Gewebe langsam auf und suspendiert es in 3 Volumen eines Puffers. Man inkubiert 150 ul dieser Membransuspension während 120 Minuten bei 4ºC in Gegenwart von 100 ul 1 nM [³H]-Cytisin in einem. Endvolumen von 500 ul des Puffers in Gegenwart oder in Abwesenheit der zu untersuchenden Verbindung. Man unterbricht die Reaktion durch Filtrationüber Whatman GF/BTM-Filter, die zuvor mit Polyethylenimin behandelt worden sind, spült die Filter mit zweimal 5 ml des Puffers bei 4ºC und mißt die auf dem Filter zurückgehaltene Radioaktivität flüssigszintillographisch. Man bestimmt die nichtspezifische Bindung in Gegenwart von (-)-Nicotin bei 10 uM; die nichtspezifische Bindung repräsentiert 75 bis 85% der gesamten auf dem Filter zurückgehaltenen Bindung. Für jede Konzentration der untersuchten Verbindung bestimmt man den Prozentsatz der Inhibierung der spezifischen Bindung von [³H]- Cytisin und berechnet dann den CI&sub5;&sub0;-Wert, d. h. die Konzentration der Verbindung, die die spezifische Bindung um 50% inhibiert.
Die CI&sub5;&sub0;-Werte der erfindungsgemäßen Verbindungen mit der höchsten Affinität liegen zwischen 0,08 und 1 uM.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen wurden auch im Hinblick auf ihre Affinität gegenüber Nicotinrezeptoren untersucht, die die Untereinheit α7 enthalten, und zwar nach den Methoden, die von Marks und Collins (J. Pharmacol., Exp. Ther., 22 (1982), 554) und Marks et al. (Mol. Pharmacol., 30 (1986), 427) beschrieben worden sind.
Man enthauptet männliche Ratten OFA mit einem Gewicht von 150 bis 200 g und entnimmt das gesamte Gehirn schnell, homogenisiert es mit Hilfe einer PolytronTM-Zerkleinerungsvorrichtung in 15 Volumen einer 0,32 M Saccharoselösung bei 4ºC, zentrifugiert dann während 10 Minuten bei 1000 g, entfernt den Zentrifugenrückstand und zentrifugiert die überstehende Flüssigkeit während 20 Minuten bei 4ºC und 8000 g. Man gewinnt den Zentrifugenrückstand und homogenisiert ihn mit Hilfe einer Zerkleinerungsvorrichtung PolytronTM in 15 Volumen bidestilliertem Wasser bei 4ºC und zentrifugiert dann während 20 Minuten bei 8000 g. Man entfernt den Zentrifugenrückstand und zentrifugiert die überstehende Flüssigkeit und die Hautschicht ("buffy coat") während 20 Minuten bei 40000 g. Man gewinnt den Zentrifugenrückstand, suspendiert ihn erneut in 15 Volumen bidestilliertem Wasser bei 4ºC und zentrifugiert erneut einmal während 20 Minuten bei 40000 g, bevor man das Material bei -80ºC aufbewahrt.
Am Tag der Untersuchung taut man das Gewebe langsam auf und suspendiert es in 5 Volumen Puffer. Man führt eine Vorinkubierung von 150 ul dieser Membransuspension während 30 Minuten in der Dunkelheit bei 37ºC in Gegenwart oder in Abwesenheit der zu untersuchenden Verbindung durch. Anschließend inkubiert man die Membranen während 60 Minuten bei 37ºC im Dunkeln in Gegenwart von 50 ul 1 nM [³H]-α-Bungarotoxin in einem Endvolumen von 250 ul eines 20 mM HEPES-Puffer mit einem Gehalt von 0,05% Polyethylenimin. Man unterbricht die Reaktion durch Filtration über Whatman GF/CTM-Filter, die man zuvor während. 3 Stunden mit 0,5% Polyethylenimin behandelt hat. Man spült die Filter mit zweimal 5 ml des Puffers bei 4ºC und mißt die auf jedem Filter zurückgehaltene Radioaktivität flüssigszintillographisch. Man bestimmt die nichtspezifische Bindung in Gegenwart von einer Endkonzentration von 1 uM α-Bungarotoxin, wobei die nichtspezifische Bindung etwa 60% der gesamten auf dem Filter zurückgehaltenen Bindung repräsentiert. Für jede untersuchte Konzentration der Verbindung bestimmt man den Prozentsatz der Inhibierung der spezifischen Bindung von [³H]α-Bungarotoxin und berechnet dann den CI&sub5;&sub0;-Wert, d. h. die Konzentration der Verbindung, die die spezifische Bindung um 50% inhibiert.
Die CI&sub5;&sub0;-Wert der erfindungsgemäßen Verbindungen liegen zwischen 1 und 20 uM.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen wurden weiterhin im Hinblick auf ihre Affinität gegenüber peripheren Nicotinrezeptoren des ganglionären Typs nach der von Houghtling et al. (Mol. Pharmacol., 48 (1995), 280-287 beschriebenen Methode untersucht. Die Fähigkeit einer Verbindung, [³H]-Epibatidin von den Nebennierendrüsenmembranen des Rindes zu verdrängen, entspricht ihrer Affinität für diesen Rezeptor.
Man taut die Nebennierendrüsen von Rindern, die bei -80ºC aufbewahrt worden sind, auf und homogenisiert sie mit Hilfe einer PolytronTM-Zerkleinerungsvorrichtung in 20 Volumen 50 mM Tris-HCl-Puffer mit einem pH-Wert von 7,4 bei 4ºC und zentrifugiert dann während 10 Minuten bei 35000 g. Man entfernt die überstehende Flüssigkeit und suspendiert den Zentrifugenrückstand erneut in 30 Volumen des 50 mM Tris-HCl-Puffers bei 4ºC und führt eine erneute Homogenisierung durch, bevor man während 10 Minuten bei 35000 g zentrifugiert. Man nimmt diesen letzteren Zentrifugenrückstand in 10 Volumen des Tris-HCl-Puffers bei 4ºC auf, inkubiert 100 ul der Membran, d. h. 10 mg frisches Gewebe bei 24ºC während 3 Stunden in Gegenwart von 50 ul [³H]-Epibatidin mit einer Endkonzentration von 0,66 nM in einem Endvolumen von 250 ul des Puffers in Gegenwart oder in Abwesenheit der zu untersuchenden Verbindung. Man unterbricht die Reaktion durch Verdünnen der Proben mit dem 50 uM Tris-HCl-Puffer mit einem pH-Wert von 7,4 bei 4ºC und filtriert dann über Whatman GF/CTM-Filter, die man zuvor während 3 Stunden mit 0,5% Polyethylenimin behandelt hat. Man spült die Filter 2-mal mit 5 ml des Puffers und mißt die auf dem Filter zurückgehaltene Radioaktivität flüssigszintillographisch. Man bestimmt die nichtspezifische Bindung in Gegenwart von 2 mM (-)-Nicotin; die nichtspezifische Bindung repräsentiert 30 bis 40% der gesamten auf dem Filter zurückgehaltenen Bindung. Für jede untersuchte Konzentration der Verbindung bestimmt man den Prozentsatz der Inhibierung der spezifischen Bindung von [³H]-lEpibatidin und berechnet dann die CI&sub5;&sub0;-Werte, d. h. die Konzentration der Verbindung, die die spezifische Bindung um 50% inhibiert.
Die CI&sub5;&sub0;-Werte der erfindungsgemäßen Verbindungen mit der höchsten Affinität liegen zwischen 9 und 20 uM.
Die obigen Versuchsergebnisse zeigen, daß bestimmte erfindungsgemäße Verbindungen selektive Liganden darstellen für die Untereinheiten α&sub4;β&sub2; des Nicotinrezeptors.
Schließlich wurden die erfindungsgemäßen Verbindungen in vivo-Untersuchungen unterworfen, welche die therapeutischen Wirkungen nachgewiesen haben.
So wurden sie beispielsweise in dem Modell der erhitzten Platte nach der Methode von Eddy und Leimbach (J. Pharmacol. Exp. Ther., 107 (1953), 385-393) mit dem Ziel untersucht, einen eventuellen analgetischen Effekt festzustellen und zu quantifizieren.
Man unterzieht Mäuse mit einem Gewicht von 20 bis 30 g einer thermischen Reizung durch einen Kontakt der Pfoten mit einer Platte, die mit Hilfe eines thermostatisierten Wasserbades bei einer konstanten Temperatur von 57,5ºC gehalten wird. Man mißt die Reaktionszeit für den Schmerz, der sich durch Lecken der Pfoten oder Springen manifestiert. In dieser Weise bringt man die Mäuse nach einer Vorbehandlung, die auf subkutanem oder oralem Wege erfolgt (wobei jede Gruppe acht Tiere umfaßt, die der gleichen Behandlung unterworfen werden), einzeln auf die Platte auf und mißt die Reaktionszeit des Schmerzes. Das Tier wird sofort nach der Manifestierung des Schmerzes von der Platte entfernt. Die Maximalzeit der Reizbehandlung beträgt 30 s.
Man ermittelt für jede Gruppe die mittlere Reaktionszeit plus oder minus die Standardabweichung. An der Gesamtheit der Gruppe bewirkt man eine nichtparametrische Varianzanalyse (Kruskal-Wallis). Mit Hilfe eines Wilcoxon-Tests kann man die behandelte Gruppe mit der Kontrollgruppe vergleichen. Die Unterschiede werden bei einer Schwelle von 5% als statistisch signifikant angesehen.
Die Reaktionszeit wird durch Analgetika mit überwiegend zentraler Wirkung in signifikanter Weise erhöht.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen zeigen bei diesem Test bei Dosierungen zwischen 3 und 30 mg/kg bei intraperitonealer oder oraler Verabreichung eine Wirkung.
Diese Ergebnisse ermöglichen die Verwendung der Verbindungen bei der Behandlung oder der Vorbeugung von Störungen, die mit einer Dysfunktion der Nicotinrezeptoren verknüpft sind, insbesondere im Bereich des Zentralnervensystems oder des Magen-Darm-Systems.
Im Bereich des Zentralnervensystems umfassen diese Störungen Erkenntnisveränderungen, insbesondere gedächtnismäßige Veränderungen, jedoch auch Aufmerksamkeitsveränderungen, die mit der Alzheimerschen Krankheit, dem pathologischen Altern (Age Associated Memory Impairment, AAMI), dem Parkinsonschen Syndrom, der Trisomie 21 (Down-Syndrom), dem Korsakoff-Alkohol- Syndrom und Gefäßdemenzen (Multiinfarkt-Dementia, MID) verknüpft sind.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können auch bei der Behandlung von motorischen Störungen verwendet werden, die man bei der Parkinsonschen Krankheit beobachtet, oder anderen Nervenerkrankungen, wie der Huntington-Chorea, dem Tourette-Syndrom, der tardiven Dyskinesie und der Hyperkinesie.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können auch zur heilenden oder symptomatischen Behandlung von Zerebralgefäßvorfällen, Schlaganfällen und hypoxischen Gehirnvorfällen eingesetzt werden. Sie können auch verwendet werden bei psychiatrischen pathologischen Zuständen, wie der Schizophrenie, Depressionen, Angst, Panikanfällen, Kampf- und Besessenheits-Verhalten.
Sie können Symptomen vorbeugen, die eine Folge sind des Mißbrauchs von Tabak, Alkohol und verschiedenen abhängigmachenden Substanzen, wie Kokain, LSD, Cannabis und Benzodiazepinen.
Schließlich können sie zur Behandlung von Schmerzen eingesetzt werden.
Im Bereich des Magen-Darm-Systems können die erfindungsgemäßen Verbindungen nützlich sein bei der Behandlung der Crohnschen Krankheit, der Colitis ulcerosa, des Reizdarms und der Fettsucht.
Hierzu können die erfindungsgemäßen Verbindungen in sämtliche Formen von Zubereitungen gebracht werden, die für die Verabreichung auf enteralem, parenteralem oder transdermalem Wege geeignet sind, wie Tabletten, Dragees, Gelkapseln, Kapseln, trinkbaren oder injizierbaren Suspensionen oder Lösungen, wie Sirupe oder damit gefüllte Ampullen, transdermale Pflaster ("patch"), etc. und werden hierzu mit geeigneten Trägermaterialien kombiniert und derart dosiert, daß sich eine tägliche Dosis von 0,01 bis 20 mg/kg ergibt.

Claims

1. Verbindung, in Form des reinen geometrischen oder optischen Isomeren oder einer Mischung solcher Isomeren, der allgemeinen Formel (I)

in der

R&sub1; ein Wasserstoffatom, eine (C&sub1;-C&sub4;)-Alkylgruppe, eine Phenyl-(C&sub1;-C&sub4;)-alkylgruppe, eine Phenylhydroxy-(C&sub1;-C&sub4;)-alkylgruppe, eine Furanyl-(C&sub1;-C&sub4;)-alkylgruppe oder eine Furanylhydroxy-(C&sub1;-C&sub4;)-alkylgruppe,

R&sub2; entweder ein Wasserstoffatom oder ein Halogenatom oder eine Trifluormethylgruppe, Cyanogruppe, Hydroxygruppe, Nitrogruppe, Acetylgruppe, (C&sub1;-C&sub6;)-Alkylgruppe, (C&sub1;-C&sub6;)-Alkoxygruppe oder eine Gruppe der allgemeinen Formel NR&sub4;R&sub5;, in der R&sub4; ein Wasserstoffatom oder eine (C&sub1;-C&sub4;)-Alkylgruppe oder (C&sub1;-C&sub4;)-Alkanoylgruppe und R&sub5; ein Wasserstoffatom oder eine (C&sub1;-C&sub4;)-Alkylgruppe darstellen, oder R&sub4; und R&sub5; gemeinsam mit dem sie tragenden Stickstoffatom einen C&sub4;-C&sub7;-Ring bilden, oder eine Phenylgruppe oder eine Naphthylgruppe, die gegebenenfalls durch ein Halogenatom oder eine Trifluormethylgruppe, Trifluormethoxygruppe, Cyanogruppe, Hydroxygruppe, Nitrogruppe, Acetylgruppe, (C&sub1;-C&sub6;)-Alkylgruppe, (C&sub1;-C&sub6;)- Alkoxygruppe, an die Positionen 2 und 3 oder 3 und 4 des Phenylrings gebundene Methylendioxygruppe oder Phenylgruppe substituiert ist, und

R&sub3; ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom oder eine (C&sub1;-C&sub4;)-Alkylgruppe bedeuten, in Form der Base oder des Additionssalzes mit einer Säure.

2. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel (IV)

in der R&sub2; und R&sub3; die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen besitzen, einer Entwässerungsbehandlung in saurem Medium, gefolgt von einer Umlagerung bei hoher Temperatur, unterwirft zur Bildung einer Verbindung der allgemeinen Formel (Ia)

bei der man gewünschtenfalls die Substituenten R&sub2; und R&sub3; modifiziert und/oder einen Substituenten R&sub1;, wie er in Anspruch 1 definiert ist, einführt.

3. Arzneimittel, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Verbindung nach Anspruch 1 besteht.

4. Pharmazeutische Zubereitung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Verbindung nach Anspruch 1 in Kombination mit einem Trägermaterial enthält.