DE2220623C2

DE2220623C2 - Substituierte 4H-s-Triazolo[4,3-a] [1,4]benzodiazepine und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2220623C2
Application number: DE2220623A
Authority: DE
Inventors: Jackson Boling Galesburg Mich. Hester jun.
Original assignee: Upjohn Co
Current assignee: Pharmacia and Upjohn Co
Priority date: 1971-05-11
Filing date: 1972-04-27
Publication date: 1985-04-25
Also published as: CH582179A5; GB1324318A; ZA722627B; DE2220623A1; NL7206301A; JPS554110B1; US3734922A; FR2137714B1; BE783272A; FR2137714A1

Description

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in der R₂ und Rj die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung besitzen, in an sich bekannter Weise mit einer Verbindung der allgemeinen Formel III

R-CO-NH-NH₂ in der R die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung besitzt, kondensiert.

(Ill)

Die Erfindung betrifft die im Patentanspruch 1 beschriebenen substituierten 4H-s-Triazolo[4,3-a] [ I ^benzodiazepine und das im Patentanspruch 2 beschriebene Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen.

Die erfindungsgemäßen substituierten 4H-s-Triazolo[4,3-a] [!,-^benzodiazepine der allgemeinen Formel I liegen entweder in nicht-protonierter Form als freie Base oder in protonierter Form als Säureadditionssalze vor, je nach dem pH-Wert des umgebenden Milieus. Sie bilden beständige Protonate, d. h. pharmakologisch zulässige Säureadditionssalze, beim Ansäuern der freien Base mit einer geeigneten Säure, beispielsweise mit Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure, Essigsäure, Propionsäure, Faimiiinsäure, Benzoesäure, Salicylsäure, Hexinsäure, Phenylbuttersäure, Naphthoesäure, Glycolsäure, Bernsteinsäure, Nicotinsäure, Weinsäure, Maleinsäure, Apfelsäure, Pamoasäure, Methansulfonsäure, Cyclohexansulfonsüure, Pikrinsäure oder Milchsäure. Umgekehrt können auch die frebn Basen der neuen Verbindungen I aus einem Salz (z.B. dem Hydrochloric! oder dem Sulfat) erhalten werden, indem rf.an dieses mit einer Base wie z.B. Natriumhydroxid neutralisiert, mit einem nicht-mischbaren Lösungsmittel, beispielsweise Chloroform extrahiert, den Extrakt trocknet, etwa mit wasserfreiem Natriumsulfat, und das Lösungsmittel abdunstet.

Die erfindungsgemäßen substituierten 4H-s-Triazolo[4,3-a] (1,^benzodiazepine der allgemeinen Formel I

(I)

in der R, R₂ und Rj die in Anspruch I angegebenen Bedeutungen besitzen, werden erhalten, indem man eine entsprechende Verbindung der allgemeinen Formel II

(Π)

in der R₂ und R3 die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung besitzen, in an sich bekannter Weise mit einer Verbindung der allgemeinen Formel III

R—CO—NH—NH₂ ΟΠ)

in der R die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung besitzt, kondensiert.

Die Ausgangsmaterialien der allgemeinen Formel Π können erhalten werden, indem man eine entsprechende bekannte Verbindung der allgemeinen Formel IV

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in der R₂ und Rj die m Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen besitzen, mit Phosphorpentasulfid in einem Lösungsmittel wie Pyridin, Benzol, Toluol oder Xylol, etwa 30 Minuten bis etwa 6 Stunden auf eine Temperatur zwischen etwa 80 und etwa 14&·* C erhißt. Die Herstellung der Verbindungen der Formel IV ist in den US-PS 3100770; 3179656; 3268586; S338886 und 3466328; BE-PS 619101 und 662240; FR-PS 1391752 und 1455048; NL-PS 6507637, 67085568 und 6908966 und in J.Pharm.Sei. 53, 264 beschrieben.

Bei der Durchfuhrung des Verfahrens zur Herstellung einer Verbindung der Formel I wird ein entsprechendes Thion-Ausgangsmaterial II in einem inerten organischen Lösungsmittel (vorzugsweise einem niedrigen Alkanol, z.B. Methanol, Äthanol, 1-Propanol, 2-Propanol, 1-Butanol, 2-Butanol oder in Dioxan, Dimethylsulfoxid od. dgl.) zusammen mit dem Säurehydrazid der Formel III auf eine Temperatur zwischen etwa 60 und etwa 140° C (vorzugsweise auf Rückflußtemperatur) erhitzt. Gewöhnlich leitet man Stickstoff durch das Gemisch, um den bei der Reaktion entstehenden Schwefelwasserstoff zu entfernen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Säurehydrazid in einem etwa 2- bis etwa 5fachen Überschuß über die theoretisch benötigte Menge verwendet, jedoch läuft die Reaktion auch mit geringeren oder größeren Mengen dieses Reaktionsteilnehmers ab. Die Reaktionszeit liegt zwischen etwa 1 und etwa 48 Stunden. Nach beendeter Umsetzung kann man das Produkt I in konventioneller Weise aus dem Reaktionsgemisch isolieren, beispielsweise bei Verwendung eines mit Wasser mischbaren Lösungsmittels, indem man das Reaktionsgemisch in Wasser gießt und den resultierenden Niederschlag abfiltriert oder mit mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln extrahiert Eine weitere Reinigung des Produkts kann ebenfalls in konventioneller Weise durchgeführt werden, beispielsweise durch Eluierungschromatographie aus einer adsorbierenden Säule mit geeigneten Lösungsmitteln wie Aceton, Äthylacetat, Äther, Methylenchlorid oder Hexanen oder Gemischen dieser Lösungsmittel. Ferner kann Gradienten-Eluierung aus einer adsorbierenden Säule mit geeigneten Lösungsmittelgemischen wie MethylenchloridVHexane oder Aceton/Hexane erfolgen.

Die neuen Verbindungen der Formel I und ihre pharmakologisch zulässigen Säureadditionssalze besitzen sedative, hypnotische, krampflösende, Tranquilizer- und muskelentspannende Wirkung bei Säugetieren und Vögeln; als Futterzusatz erhöhen sie die Wachstumsgeschwindigkeit und Futterausnutzung bei Rindvieh und Geflügel.

Aus den DE-OSen 1955 349 und 2012190 sind bereits ähnliche 4H-s-Triazolo[4,3-a] [dibenzodiazepine bekannt, die in 6-Stellung einen Phenylrest enthalten. Diese bekannten Benzodiazepinderivate besitzen z.T. auch eine gute sedative bzw. anxiolytische Wirksamkeit. Die erfindungsgemäßen Benzodiazepinderivate besitzen jedoch sowohl eine gute anxiolytische Wirksamkeit als auch eine antidepressive Wirksamkeit. Die Kombination dieser beiden Wirksamkeiten macht die erfindungsgemäßen Verbindungen besonders wertvoll, da Depressionen gewöhnlich von Angstzuständen begleitet werden.

Zum Nachweis der überraschend überlegenen anxiolytischen und antidepressiven Eigenschaften der erfindungsgemäßen Verbindungen gegenüber bekannten handelsüblichen Verbindungen wurden die erfindungsgemäßen Verbindungen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit der von Triazolam, d.h. l-Methyl-8-chlor-6-(2-chlorphenyl)-4H-s-triazolo[4,3-a] [l,4]benzodiazepin (bekannt aus der DE-OS 20i:2190), und Diazepam, d.h. 1- Melhyl-S-phenyl^-chlor-l.S-dihydro^H-M-benzodiazepin^-on, gegenübergestellt.

Die Untersuchungen wurden gemäß den in der nachfolgenden Tabelle angegebenen und nachfolgend erläuterten Tests durchgeführt.

Hypothermie (Wirkung auf die Körpertemperatur):

Einer Gruppe von 4 männlichen Mäusen, die jeweils 18-22 g wogen, wurde die Testverbindung, die in 0,25% Methylcellulose hergestellt wurde, i. p. injiziert. Nach 45 Minuten wurden die Abdominal-Temperaturen unter Verwendung einer Thermistorprobe gemessen. Eine Kontrollgruppe von 4 Mäusen wurde lediglich mit dem Vehikel behandelt und die Temperatur wurde in gleicherweise bestimmt Eine Verbindung besitzt dann einen signifikanten Effekt auf die Körpertemperatur, wenn die mittlere Temperatur der behandelten Gruppe mehr als 1,9° C von dsr mittleren Temperatur der Kantrollgruppe, die parallel untersucht wird, abweicht

Streckmuskelschutztest gegen Bicucullin

Bei dieser Untersuchung wurde Gruppen von 4 männlichen Mäusen, die jeweils 18-22 g wogen, die zu untersuchende Verbindung, die in 0,25% Methylcellulose hergestellt worden war, Lp. injiziert. 30 Minuten später wurde Bicucullin L v. in einer Menge voa 1 mg/kg injiziert. Bicucullin wurde in 1 N-HCl löslich gemacht, auf eine Konzentration von 0,1 mg/ml mit physiologischer Kochsalzlösung verdünnt und vor der Injektion auf einen End-pH-Wert von 5-6 eingestellt Die Mäuse wurden 5 Minuten nach der Bicucullin-Injektion beobachtet Eine Verbindung wird als wirksam betrachtet, wenn sie während dieser Zeitspanne mindestens 2 der 4 Mäuse vor tonischen Streckmuskelkrämpfen schützt Wirksame Verbindungen werden erneut unter Verwendung von Mehrfach-Dosen, abnehmend in 0,3 oder 0,5 log-Inte rvallen getestet und die Anzahl der Mäusa bei denen keine Krämpfe auftraten, wurde zur Bestimmung der AD₅o-Werte (Spearman and Karber, Finney, D. J., Statistical Method in Biological Assay, Hafner Publ. Co., 1952, Seite 524) verwendet

Streckmuskelschutztest gegen Pentetrazol

Diese Untersuchung dient zur Bestimmung des Antagonismus gegenüber von durch Pentetrazol-induzierten tonischen Streckmuskelkrämpfen. Eine Gruppe von 4 Mäusen wurde 30 Minuten mit der zu untersuchenden Verbindung i. p. vorbehandelt Dann wurde den Mäusen subkutan Pentetrazol in einer Dosis von 85 mg/kg injiziert 15 Minuten nach der Pentetrazol-Injektion wurde mit einer Anzahl von Schlüsseln über dem Käfig gerasselt Eine Verbindung wird als wirksam betrachtet, wenn 2 oder mehr Tiere der Gruppe gegenüber tonischen Streckmuskelkrämpfen geschützt werden.

Potenzierung des durch y-Butyrolacton bedingten Schlafes:

y-Butyrolacton liefert bei Dosen von höher als 400 mg/kg, i. p., einen Verlust des Aufricht-Reflexes bei Mäusen. Bei geringeren Dosen (200 mg/kg) verlieren die Mäuse ihren Aufricht-Reflex nicht wenn sie nicht vorher mit sub-hypnotischen Dosen von CNS-Depressantien behandelt wurden. Dies stellt dann eine Technik zur Untersuchung der Wirksamkeit von potentiellen CNS-Mitteln als Depressantien dar.

Gruppen von 4 männlichen Mäusen, die jeweils 18-22 g wogen, wurde die zu untersuchende Verbindung in Ι 0,25% Methylcellulose i. p. injiziert 30 Minuten später wurde y-Butyrolacton in dem gleichen Vehikel in einer

H 40 Menge von 200mg/kg i.p. injiziert. 10 Minuten später wurden die Mäuse hinsichtlich des Verlustes des AuF- :| richt-Reflexes untersucht Eine Verbindung wird als wirksam betrachtet, wenn mindestens 2 der 4 Mäuse ihren

m Aufricht-Reflex verloren haben. Wirksame Verbindungen wurden unter Verwendung von MehHachdosen,

Il abnehmend in 0,3 bis 0,5 log-Intervallen, erneut getestet und die Anzahl der Mäuse, bei denen der Aufricht-

|| Reflex verloren ging, wurde zur Bestimmung des PDso-Wertes (Spearman and Karber, a. a. O.) verwendet.

Kj Belastung durch Hypoxie (Verlängerung der Überlebenszeit unter Hypoxie-Bedingungen):

''·■■ Bei dieser Untersuchung wurden männliche Mäuse verwendet. 30 Minuten nach i. p.-Vorbehandlung, wobei

ρ entweder die zu untersuchende Verbindung, suspendiert in 0,25% Methylcellulose, oder das Vehikel aliein in

ti 50 einer Menge von 1 ccm/100 g Körpergewicht verabreicht wurde, wurden die Mäuse einzeln in 125 ml fassende

' Erlenmeyer-Kolben gebracht. Die Kolben wurden dicht verstopft und die Überlebenszeit jedes Tieres wurde

; notiert. Jede Verbindung wurde bei 3 oder mehr Dosen, im Abstand von 0,3 log-Intervallen, untersucht. Für jede

'' Dosis wurden 6 Mäuse verwendet, wobei gleichzeitig 6 Kontrolltiere, die mit den Vehikeln allein behandelt wur-

',}. den waren, untersucht wurden. Die Mittelwerte (15-18 Minuten) und die Standardabweichung (1-2 Minuten)

£ 55 der Überlebenszeit der mit Vehikel behandelten Mäuse wurde zur Bestimmung verwendet. Die ED₅₀-Werte

£| wurden gemäß der von Spearman und Karber, (a.a.O.) beschriebenen Methode bestimmt.

M Oxotremorin-Hypothermie-Antagonismus:

Eine Gruppe von 4 Mäusen wurde 30 Minuten i.p. mit der zu untersuchenden Verbindung vorbehandelt.

Dann wurde diesen Mäusen Oxotremorin-hydrochlorid in einer Menge von 1 mg/kg, s. c. injiziert und unmittel-

i<.f bar anschließend wurden sie in einen Kühlschrank gebracht, der bei 19° C gehalten wurde. Einer Kontroll-

^!*T gruppe von Mäusen wurde Oxotremorin allein injiziert und die Mäuse wurden in gleicher Weise in den bei 19° C

gehaltenen Kühlschrank gebracht 30 Minuten nach der Injektion wurde die Temperatur mittels einer Thermistor-Probe bestimmt. Eine Verbindung wird dann als wirksamer Antagonist von Oxotremorin betrachtet, wenn die mittlere Körpertemperatur der Gruppe mehr als 1,94° C über der mittleren Körpertemperatur der Kontroll-

... .. gruppe, der nur Oxotremorin allein verabreicht worden war, liegt.

Potenzierung der durch Yohimbin induzierten Aggregations-toxizität:

Die Fähigkeit einer Verbindung, die durch Yohimbin induzierte Aggregations-toxizität zu potenzieren, wurde untersucht, um seine Wirksamkeit als antidepressives Mittel zu bestimmen. Bei dieser Untersuchung wurden Gruppen von 4 männlichen Albino-Mäusen (CF-I), die jeweils 18-22 g wogen, verwendet. Den Tieren wurde 30 Minuten vor Verabreichung von 20mg/kg, i.p., Yohimbin i.p. die zu untersuchende Verbindung in 0,25% Metyhlcellulose injiziert. Jede Gruppe von Mäusen wurde anschließend in ein 1000 ml fassendes Becherglas, das am Boden mit Holzwolle ausgelegt war und mit einem Drahtsieb bedeckt war, gebracht. Jedes Becherglas wurdQ an den Seiten zur Verminderung der Transparenz mit weißem Papier eingeschlagen und bei normaler Raumbeleuchtung bei Raumtemperatur gehalten. Eine Verbindung wird dann als wirksam betrachtet, wenn mindestens 3 der Mäuse nach 2stündiger Aggregation tot waren. Wirksame Verbindungen wurden bei Dosen, abnehmend vcn 0,3 oder 0,5 log-Intervallen, erneut untersucht und die Anzahl der getöteten Mäusen wurde zur Bestimmung der PD₅₀-WeHe gemäß der von Spearman und Karber, a. a. O., beschriebenen Methode verwendet.

Die bei diesen Untersuchungen erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt. Tabelle

	Cr)₅J-UiJfIj₁ !üj/kg, i. "i	Oxotre- morin- Hypo- thermie- Antago- nismus	Tests auf anxiolytische Wirksamkeit	Potenzierung des durch y- Butyrolacton bedingten Schlafes	Schutz gegen Pcnte- trazol	Schutz gegen Btcu- cullin	Hypo thermie
	Tests auf antidepressive Wirksamkeit	12,5	Belastung durch Hypoxie	1,3	1,9	U	>50
Untersuchte Verbindung	Potenzierung der durch Yohimbin induzierten Aggregations- toxizität		-	0,04	0,3	0,4	>50
8-Brom-l -[(dimethylamino)- methyl]-6-(2-pyridyl)-4H- s-triazolo[4,3-a] ■[ 1,4]benzo- diazepin	29,7	>50	0,2	0,035	0,1	2,6	14,9
8-Brom-6-(2-pyridyl)-4H-s- triazolo[4,3-a]-[l,4]benzo- diazepin	42,0	>50	0,2	-	0,07	_	_
Diazepam	>50		0,07
Triazolam	>50

Die Vtrsuchsergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemSSen Verbindungen eine gute, wenn auch etwas geringere anxiolytische Wirksamkeit als Triazolam, darüber hinaus aber im Gegensatz zu Triazolam und Diazepam auch eine antidepressive Wirksamkeit aufweisen.

Die erfindungsgemäßen Benzodiazepinderivate stellen wie die Benzodiazepine allgemein sehr sichere und nichttoxische Verbindungen dar. Bei den höchsten untersuchten Dosen dieser Verbindungen (>100 mg/kg i. p.) trat keine Toxität auf.

Als pharmazeutische Zubereitungsformen eignen sich für die erfindungsgemäßen Produkte solche zur oralen, parenteralen und rektalen Verwendung, z. B. Tabletten, Pulverpäckchen, Sachets, Dragees, Kapseln, Lösungen, Suspensionen, sterile injizierbare Formen und Suppositorien. Als Träger oder Beschichtungsmassen können geeignete Verdünnungsmittel und Trägermassen wie Kohlehydrate (Lactose), Proteine, Lipoide, Calciumphosphat, Maisstärke, Stearinsäure und Methylcellulose verwendet werden. Zur Herstellung von Lösungen oder Suspensionen können Öle, z. B. Kokosnußöl, Sesamöl, Safranöl, BaumwoUsamenöl oder Erdnußöl verwendet werden. Ferner können Süßstoffe, Farbstoffe und Aromen zugesetzt werden.

Für Säugetiere und Vögel kann man Futtervorgemische mit Stärke, Hafermehl, getrocknetem Fischfleisch, Fischmehl oder Mehl herstellen.

Als Tranquilizer werden die Verbindungen der Forme! I in Dosen von 0,01 bis 20,0 mg/kg in oralen oder injizierbaren Formulierungen verwendet zur Erleichterung von Spannungs- und Angstzuständen bei Saugetieren oder Vögeln, wie sie beispielsweise bei Verfrachtungen auftreten.

Beispiel 1 A. 7-Brom-l_r3-dihydro-5-(2-pyridyl)-2H-l,4-benzodiazepm-2-thion (Π).

Eine Lösung von 6,53 g 7-Brom-l,3-dihydro-5-(2-pyridyl)-2H-l,4-benzodiazepin-2-on (Herstellung siehe J. Pharm. Sei. 53,264) in 500 ml trockenen Pyridins wird unter Rühren in Stickstoffatmosphäre mit 5,05 g Phosphorpentasulfid auf dem Ölbad etwa 1 Stunde auf ca. 110-120° C erhitzt, abgekühlt und im Vakuum eingeengt Im Rückstand verbleibendes Pyridin wird durch aufeinanderfolgende Zugabe von Xylol und Toluol und Einengen im Vakuum nach jeder Lösungsmittelzugabe entfernt. Der dunkelbraune feste Rückstand wird mit einem

Gemisch aus wäßriger Natriumcarbonatlösung und Chloroform verrieben und der resultierende feinteilige ledeifarbene Feststoff wird abfiltriert, mit Wasser gewaschen, in einem Gemisch aus Chloroform und Äthanol gelöst, mit Aktivkohle entfärbt und kristallisiert, wobei man 3,39 g Produkt vom Schmelzpunkt 249° C (Zersetzung) und 0,559g vom Schmelzpunkt 243° C (Zersetzung) erhält. Die analysenreine Probe wird durch Kristallisieren aus Äthanol hergestellt, dabei erhält man die Titelverbindung mit einem Schmelzpunkt von 245-246° C (Zersetzung), Endabsorption im UV-Spektrum (Äthanol) X_max 219ΐπμ(β = 21050), A_max 302 Γημ(ε = 24100)

Anal. Ber. für CuH₁₀BrN₃S: C 50,61; H 3,03; Br 24,06

N 12,65; S 9,65;

ίο Gef. C 49,82; H 3,31; Br 24,31;

N 12,60; S 9,59.

B. 8-Brom-l-dimethylaminomethyl-6-(2-pyridyl)-4H-s-triazolo(4,3-a] [l,4]benzodiazepin (I)

Ein unter Rühren befindliches Gemisch aus 3,32g (0,01 Mol) 7-Brom-l,3-dihydro-5-(2-pyridyl)-2H-l,4-benzodiazepin-2-thion (II), hergestellt gemäß Teil A, 3,15 g (0,03 Mol) (Dimethylamino)-essigsäurehydrazid und 150 ml n-Butanol wurde etwa 5,5 Stunden unter Rückfluß behandelt, während ein langsamer Stickstoffatom durch das Gemisch geleitet wurde. Das Gemisch wurde gekühlt und anschließend unter Vakuum konzentriert. Der Rückstand wurde mit Wasser gemischt und mit Chloroform extrahiert. Der Extrakt wurde mit Salzwasser gewaschen, mit Natriumsulfat getrocknet und konzentriert. Der Rückstand wurde an einer Säule aus 150 g Silikagel mit 3% Methanol-97% Chloroform Chromatographien. Das resultierende Produkt wurde aus Äthylacetat-Hexan kristallisiert, wobei 1,9 g 8-Brom-l-[(dimethylamino)methyl]-6-(2-pyridyl)-4H-s-triazolo[4,3-a] [l,4]benzodiazepin (I), das bei 162,5 bis 164° C schmolz und 0,174g, das bei 163 bis 164° C schmolz, erhalten wurden. Die analytische Probe schmolz bei 163,5 bis 165° C. 25

Analyse: berechnet für CuHpBrN₆:

ber.: C 54,42, H 4,31, Br 20,11, N 21,15; gef.: C 54,38, H 4,29, Br 20,03, N 20,73.

Beispiel 2

8-Brom-6-(2-pyridyl)-4H-s-triazolo[4,3-a] [l,4]benzodiazepin

Nach der Arbeitsweise von Beispiel 1B wurde 7-Brom-5-(2-pyridyl)-2H-l,4-benzodiazepin-2-thion (erhalten gemäß Beispiel 1 A) mit Ameisensäurehydrazid umgesetzt. Das erhaltene 8-Brom-6-(2-pyridyl)-4H-s-triazolo[4,3-a] [l,4]benzodiazepin wurde aus Methylenchlorid-Äthylacetat kristallisiert und hatte einen Schmelz punkt von 252 bis 255° C.

Claims

Patentansprüche: 1. Substituierte 4H-s-Triazolo [4,3-a] [!,^benzodiazepine der allgemeinen Formel I

(D

in der R ein Wasserstoffatom oder einen Dimethylaminomethylrest, R₂ einen Pyridyl-(2)-rest und R₁ ein Bromatom bedeuten, sowie die pharmakologisch zulässigen Säureadditionssalze davon.
2. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach Ansp ruch 1 sowie deren pharmakologisch zulässigen Säureadditionssalzen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel II