DK167615B1

DK167615B1 - Barbitursyrederivater og farmaceutiske praeparater indeholdende saadanne

Info

Publication number: DK167615B1
Application number: DK431784A
Authority: DK
Inventors: Barrie Levitt; Morris Stolar
Original assignee: Taro Pharma Ind; Taro Vit Ind Ltd
Priority date: 1983-09-14
Filing date: 1984-09-11
Publication date: 1993-11-29
Also published as: EP0137343A2; IE58038B1; IE842332L; ZA847274B; EP0137343B1; JPS6084272A; ATE70056T1; IL69722A0; AU3287584A; IL69722A; AU571265B2; DK431784D0; US4628056A; DE3485318D1; EP0137343A3; DK431784A; JPH0730044B2

Description

i DK 167615 B1

1 BARBITURSYREDERIVATER OG FARMACEUTISKE PRÆPARATER

INDEHOLDENDE SÅDANNE.

5 Den foreliggende opfindelse angår hidtil ukendte barbitursyre-derivater og farmaceutiske præparater, som indeholder dem. Forbindelserne ifølge opfindelsen er aktive ved behandling af pattedyr for spændings-og stresstilstande samt nervøse funktionsfejl, såsom 10 konvulsioner, anfald, muskelstivhed, nervøse spændinger og angst.

Barbitursyre og dens derivater har siden århundredeskiftet været kendt som havende farmakologiske egen-15 skaber, og nogle af dem tjener som aktive bestanddele i vidt anvendte medikamenter.. Barbitursyre-derivater er kendt for hovedsagelig at virke som sedativa, hypnotika og anæstetika. Visse derivater har også anti-konvulsiv virkning og anvendes derfor ved be-20 handling af epilepsi. Således anvendes farmaceutiske præparater, som indeholder 5-ethyl-5-phenylbarbitursyre (phenobarbital) for tiden mest i medikamenter, der anvendes til behandling af epilepsi. Imidlertid har phenobarbital som andre barbitursyre-derivater 25 sedativ og søvndyssende virkning, hvilket er en ulempe ved behandlingen af epilepsi. Der er derfor udført store anstrengelser i eftersøgningen efter forbindelser, som har anti-konvulsive egenskaber, samtidig med at de er fri for sedativ og søvndyssende 30 virkning.

Fra USA-patentskrift nr. 4.046.894 kendes phenobarbi-taler, dvs. 5-ethyl-5-phenylbarbitursyrer, der er substitueret på begge nitrogenatomer med alkoxym- DK 167615 Bl 2 j ethylgrupper. Forbindelserne har anti-konvulsive egenskaber og er også fri for søvndyssende virkning.

Som det er belyst i den ovennævnte beskrivelse, giver forbindelserne imidlertid først beskyttelse 2 efter 2 timer, men beskyttelsen fortsætter på omtrent samme niveau i mere end 8 timer, afhængigt af substi-tuenterne på nitrogenatomerne.

Andre kendte derivater af barbitursyre er 5,5-diphe--Lg nylbarbitursyre, som blev beskrevet af S.M. McElvain i J. Am. Chem. Soc. 57, 1303 (1935). Forbindelsen viste sig kun at være effektiv i særdeles store doser, og derfor blev der ikke foreslået nogen farmakologisk anvendelse. Raines et al. beskrev i Epilep-^2 sia 20, 105 (1979), at 5,5-diphenylbarbitursyre har anti-konvulsiv virkning på gnavere, men med den ulempe, der består i en relativ kortvarig aktivitet.

20 Forlænget aktivitet er generelt en værdifuld egenskab ved medikamenter og især for anti-konvulsive medikamenter. Foruden at tillade mindre hyppig indgivelse forbedrer det også patienternes accept af præparatet. Endvidere er de serum- og vævsniveauer, som er afgø-25 rende for opretholdelse af terapeutisk effektivitet, mere stabile med en langtidsvirkende forbindelse. Endelig reducerer stabile serumniveauer hyppigheden af gennembrudskramper og andre mulige uheldige virkninger .

30

Det er derfor formålet med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe hidtil ukendte barbitursyre-derivater der har langvarig anti-konvulsiv virkning og/eller muskelrelaxerende virkning og/eller beroli- DK 167615 B1 3 1 gende aktivitet og samtidig er fri for væsentlig søvndyssende og sedativ virkning, og at tilvejebringe et farmaceutisk præparat, der som aktiv bestanddel indeholder de hidtil ukendte forbindelser ifølge 5 den foreliggende opfindelse.

De fra det ovennævnte U.S.A.-patentskrift nr. 4.046.894 kendte forbindelser har en dødelighed (LD50 oral) på 470 mg/kg, medens de her omhandlede 10 forbindelser ikke dræber nogen af forsøgsdyrene ved en dosis på 500 mg/kg. Forbindelserne ifølge opfindelsen kan derfor indgives i større doser, således at der kan opnåes en forlænget virkning uden toksiske bivirkninger.

15

Ifølge den foreliggende opfindelse tilvejebringes

hidtil ukendte barbitursyrederivater med den almene formel I

20 r,-n^^n-r xx 0 A 0 R3 R4 25 hvor Rg og R2 kan have samme eller forskellig betydning og hver betegner hydrogen eller methyl, der eventuelt er substitueret med Cp-Cs-alkoxy, og R3 og R4 kan have samme eller forskellig betydning og hver betegner phenyl, der eventuelt er substitu- 30 eret med Ci-C3~alkyl eller halogen, forudsat at når Ri og R2 begge betegner hydrogen, betegner R3 og R4 hver substitueret phenyl, samt syreadditionssalte af sådanne forbindelser.

DK 167615 Bl 4 1 Når R3 og R4 begge betegner usubstitueret phenyl, betegner R^ og R2 fortrinsvis methoxymethyl eller methyl.

5 De hidtil ukendte forbindelser ifølge opfindelsen fremstilles ved fremgangsmåder, der ligner kendte metoder til fremstilling af kendte barbitursyrederi-vater.

10 Således kan de 5,5-di-(substitueret phenyl)-barbitur-syrer ifølge opfindelsen fremstilles ved omsætning af alloxan med en substitueret benzen på lignende måde som ved fremstillingen af diphenylbarbitursyre som beskrevet af McElvain, loc. cit. Desuden omdannes 15 forbindelserne i deres fri syreform ved for fagmanden kendte fremgangsmåder til salte, såsom natriumeller kaliumsalte.

En 1,3-bis(alkoxyalkyl)-5,5-di(eventuelt substitu-20 eret)phenylbarbitursyre ifølge opfindelsen kan frem stilles ved at omsætte en 5,5-di(eventuelt substitueret )phenylbarbitursyre med et alkalimetalhydrid til dannelse af det tilsvarende barbituratsalt, som derefter omsættes med en halogenalkylalkyl-25 ether ved en fremgangsmåde i lighed med den, der beskrives af Samour et al., J. Med. Chem. 14, 187 (1971).

En 1,3-bis(alkyl)-5,5-di(eventuelt substitueret) 30 phenylbarbitursyre ifølge opfindelsen kan fremstilles ved at oxidere 1,3-dialkylbarbitursyre til den tilsvarende 1,3-dialkylalloxan, som derefter omsættes med eventuelt substitueret benzen på en lignende måde som anført ovenfor for alloxan (McElvain, loc.

DK 167615 Bl 5 1 cit) til dannelse af det ønskede produkt.

Eksempler på halogenalkylethere, der er egnet til anvendelse ved fremstillingen af 1,3-bis(alkoxyal-5 kyl)derivaterne ifølge opfindelsen, er chlormethy1-methylether, chlormethylethylether, chlormethylpro-pylether, chlormethylbutylether og chlormethyIpentyl-ether.

10 Eksempler på substituerede benzener, der er egnet til anvendelse ved fremstillingen af 5,5-di-(substitueret phenyl)-barbitursyrerne ifølge opfindelsen, er toluen, ethylbenzen, propylbenzen, fluorbenzen, chlorbenzen, brombenzen og iodbenzen.

15

Opfindelsen tilvejebringer også farmaceutiske præparater, der som aktiv bestanddel indeholder en forbindelse med den ovenfor angivne almene formel I sammen med en farmaceutisk acceptabel bærer.

20

De farmaceutiske præparater ifølge opfindelsen kan være i en hvilken, som helst konventionel form såsom opløsninger til injektion, præparater til oral indgivelse såsom sirup, tabletter, drageer eller kapsler 25 eller præparater til anal indgivelse såsom suppositorier.

De farmaceutiske præparater ifølge opfindelsen er effektive anti-konvulsive midler, angstdæmpende 30 og muskelrelakserende midler.

Størrelsen af den anti-konvulsive aktivitet for forbindelserne ifølge opfindelsen belyses ved tests, der undersøger beskyttelsen mod et maksimalt elektro-

LMV 10/0 I O D I

6 1 chokkrampeanfald (MES) i rotter behandlet med forbindelserne ifølge opfindelsen. MES-test anvendes nu i vid udstrækning til vurdering af anti-konvulsive egenskaber af kemiske forbindelser, i hovedsagen 5 på grund af den gode korrelation mellem forsøgsresultaterne og de kliniske iagttagelser af virkningen hos patienter, der lider af epilepsi. I MES-testene, der udføres for at vurdere de anti-konvulsive egenskaber for forbindelserne ifølge opfindelsen, anven-10 des cornealelektroder, idet strømmen er 150 mA, og der anvendes en 60 Hz 200 ms stimulation. Rotter testes på dagen før medikamentindgivelsen for at udelade eventuelle dyr, der undlader at give respons med en "complete tonic convulsion including tonic 15 hind-limb extension (THE)", som tjener som basis for vurdering af det anvendte aktive materiales effekt, fra undersøgelsen. Dyr, der beskyttes mod THE, betragtes som beskyttede i MES-testene.

20 De nedenstående resultater er fra MES-test udført med 1,3-bis(methoxymethyl)-5,5-diphenylbarbiturat: l,3-bis(methoxymethyl)-5,5-diphenylbarbiturat opløses i varm polyethylenglycol 400, og opløsningen indgives 25 i en dosis på 500 mg/kg ved mavesonde til 8 Sprague-Dawley hanrotter på 120 g. Disse dyr testes for maksimalt elektrochokkrampeanfald (MES) 6 og 23 timer efter indgivelsen. Alle dyrene påvises i forvejen at udvise fuldt maksimal reaktion på elektrisk 30 stimulering.

De opnåede resultater er sammenstillet nedenfor: DK 167615 B1 7 1 Dosis Antal beskyttede/Antal injicerede og testet Efter: 6 timer 23 timer 500 mg/kg *2/8 **7/7 5 * Et yderligere dyr blev beskyttet, men stimulusafgivelsen kan muligvis ikke have været fuldstændig.

** Et dyr døde om natten, formodentlig på grund 10 af maveperforation, og således var kun 7 dyr tilgængelige for undersøgelse.

Forbindelsen er således effektiv i rotter. Effekten, der kan detekteres efter 6 timer, er mest synlig 15 ved 23 timer. Beskyttelsen mod maksimalt elektrochok krampeanfald er fuldstændig, og derfor er det tænkeligt, at dosis var for stor, og at faktisk beskyttelse vil optræde ved langt mindre doser. Den langtrukne virkningsvarighed er en væsentlig fordel for anti-20 epileptiske medikamenter.

Forbindelsens ikke-toxicitet testes ved gentagen indgivelse af en høj dosis til de samme dyr som følger: 25 1,3-bis (methoxymethyl)-5,5-diphenylbarbiturat suspenderet i varm polyethylenglycol 400 indgives i en dosis på 1500 mg/kg ved mavesonde til 6 Sprague Dawley hanrotter på 100 g. En dosis på 1500 mg/kg 30 indgives til samme rotter efter 24 timer og igen 48 timer efter første indgivelse. Dyrene undersøges i adskillige timer efter indgivelsen, igen før næste dosering og gennem yderligere 3 dage efter den sidste indgivelse. Der iagttages ingen toxisk 8

UK lb/bib B I

1 effekt i de 5 testdage. Alle dyr fortsætter med at opføre sig normalt, og der iagttages ingen påvirkning på bevægelse, flugtopførelse, fodring eller nogen anden iagttagelig virkning.

5

Nedenstående er resultater af MES-test udført med 1.3- bis(methyl)-5,5-diphenylbarbiturat: 1.3- bis(methyl)-5,5-diphenylbarbiturat suspenderes 10 i polyethylenglycol 400 i en mængde på 60 mg/ml og opløses ved opvarmning og omrøring; den vundne opløsning indgives ved hjælp af en mavesonde i en dosis på 500 mg/kg til 15 rotter af hvert køn. Rotterne testes for MES 1, 4, 8 og 24 timer efter indgi-15 velsen, og de opnåede resultater er sammenstillet nedenfor:

Dosis: Antal beskyttede/Antal injicerede og testede 20 Efter: 1 time 4 timer 8 timer 24 timer 500 mg/ml 0/5(0%) 1/5(20%) 1/5(20%) 8/15(53%) 25 Alle de testede dyr var årvågne under forsøget og opførte sig ikke medikamentpåvirket. De havde normalt flugtopførselsmønster, og der var ikke bevis på en neurologisk deficit. Der var heller ikke nogen ændring i deres foderindtagelse.

30 Således har 1,3-bis(methyl)-5,5-diphenylbarbiturat en særdelse lang virkningsvarighed med en lang latenstid forud for virkningens begyndelse. Den indgi-vede dosis var nær ved en EDsg-værdi ved 24 timers DK 167615 B1 9 1 testperioden. Det er derfor tænkeligt, at en større dosis vil give en større beskyttelsesgrad mod elektrochokkrampeanfald. Det er også muligt, at en længere testperiode ville have afsløret en større procent-5 del af beskyttede dyr.

Nedenstående er resultaterne af MES-test udført med 5,5-di(4-fluorphenyl)barbitursyre: 10 5,5-di(4-fluorphenyl)barbitursyre opløses i en alka lisk saltopløsning og indgives ved mavesonde i en dosis på 250 mg/kg (volumen 1,0 ml per rotte) til 9 Sprague-Dawley hanrotter på 100 g. 4 timer efter medikamentindgivelsen underkastes 5 dyr en test 15 for maksimalt elektrochokkrampeanfald. Til dette tidspunkt var 3 af disse 5 rotter beskyttet mod et maksimalt tonisk udstrækningsanfald. Ved 20 timer efter indgivelsen af medikamentet testes alle dyrene.

Af de 4 ikke hidtil chokbehandlede var 3 beskyttede; 20 af de 5, der var blevet chokbehandlet 16 timer før, var alle beskyttede. Således opnås ved en intra-gastisk indgivelse af 20 mg/kg 60% beskyttelse ved 4 timer og cirka en 90% beskyttelse ved 20 timer.

25 De beroligende og muskelrelakserende egenskaber for forbindelserne ifølge opfindelsen påvises ved opførsel og motoriske virkninger, der observeres hos mus behandlet med forbindelserne ifølge opfindelsen. Nedenstående er resultater af test udført med 30 5,5-di-(p-ethylphenyl)barbitursyre og 5,5-di-p- tolylbarbitursyre.

5,5-di-(p-ethylphenyl)barbitursyre i alkalisk saltopløsning indgives intraperitonealt til Swiss Webster- DK 167615 B1 10 1 mus. 6 mus modtog 250 mg/kg aktivt materiale, og 5 modtog 500 mg/kg. Inden for 30 minutter udviste alle 5 mus, der havde modtaget den større dosis, muskelhypotoni og lille motorisk aktivitet, syntes 5 beroliget og var fuldt i stand til undvigelsesopførsel. De 6 mus, som modtog 250 mg/kg, udviste en lignende beroligende effekt cirka 2 timer efter medikamentindgivelsen. Der skete ingen dødsfald efter de 4 timers observationsperiode.

10

En opløsning af 5,5-di-p-tolylbarbitursyre gjort alkalisk med natriumhydroxid indgives intraperitone-alt til mus. 8 mus modtog en dosis på 200 mg/kg, hvorefter de alle udviste lav muskelspænding og 15 syntes stille, idet de ikke udviste megen spontan motorisk aktivitet. 3 mus modtog 300 mg/kg og udviste moderat muskelslaphed 3 timer efter injektionen.

Opførselen og de motoriske virkninger, der observeres 20 ved de testede forbindelser, er lig med dem, der observeres med centraltvirkende skeletmuskelrelakse-rende og/eller beroligende medikamenter. Kombinationen af den beroligende virkning uden svækning af dyrets kapacitet til at reagere på dets omgivelser 25 er meget ønskelige i midler anvendt til behandling af angst.

Søvndyssende aktivitet eller nedsættelse af centralnervesystemets funktioner udvises ikke af forbindel-30 serne ifølge opfindelsen.

Opfindelsen belyses nærmere ved nedenstående eksempler: DK 167615 B1 11 1 Eksempel 1.

Fremstilling af 1,3-bis(methoxymethyl)-5,5-diphenyl-barbiturat.

28, Og (0,1 mol) 5,5-diphenylbarbitursyre opløses 5 .

i 250 ml dimethylformamid. Til den afkølede opløsning sættes 4,8g (0,2 mol) natriumhydrid, og blandingen omrøres i 30 minutter. 17,7 (0,22 mol) chlormethyl- methy lether sættes til blandingen i løbet af en periode på 30 minutter. Reaktionsblandingen omrøres 10 i 1 time og hældes derefter ud i 120 ml isvand.

Det faste bundfald frafiltreres, vaskes med vand og krystalliseres af ethanol, smeltepunkt 134-138 °C, totaludbytte 70%.

15

Protonmagnetiske resonansfrekvenser i deutereret chloroform udtrykt som kemisk forskydning (£) i ppm mod lavere felt i forhold til tetramethylsilan (TMS): 20 7.2 ppm, multiplet, 10 aromatiske protoner, 5.3 ppm, singlet, 4 methylenprotoner, 3.3 ppm, singlet, 6 methylprotoner.

Eksempel 2 25

Fremstilling af 1,3-bis(methyl)-5,5-diphenylbar-biturat I en 3-halset 500 cm^ kolbe udstyret med en tilbagesvaler, omrører med kviksølvlås og et termometer 30 . i en brønd - anbringes 18g 1,3-dimethylalloxanmonohy- drat og 60g svovlsyre med en densitet på 1,84. Derefter tilsættes 7 5 cm-* benzen gennem tilbagesvale-ren, og blandingen opvarmes i et oliebad under omrøring i 4 1/2 time ved 75-80 °C. Efter dette tidsrum DK 167615 B1 12 1 afkøles reaktionsblandingen, det meste af benzenfasen fradekanteres, og den sirupagtige svovlsyrefase hældes ud i 150 ml koldt vand. Det udfældede materiale frafiltreres og vaskes i et bægerglas med 100 5 ml vand og refiltreres. Efter tørring i vacuum chro- matograferes dette materiale på siliciumdioxid til tilvejebringelse af det rene produkt, smeltepunkt 206-207 °C, totaludbytte 60%.

10 Eksempel 3

Fremstilling af 5,5-di(p-tolyl)barbitursyre I en 500 ml 3-halset kolbe udstyret med en tilbagesvaler, en omrører med kviksølvlås og et termometer i en brønd anbringes 16g alloxanmonohydrat og 6 Og ^ svovlsyre med en densitet på 1,84. Derefter tilsættes 75 ml toluen gennem tilbagesvaleren, og blandingen opvarmes i et oliebad under omrøring i 4 1/2 time ved 75-80 °C. Efter dette tidsrum afkøles reaktionsblandingen, det meste af toluenfasen dekante- 20 res fra og den sirupagtige svovlsyrefase hældes ud i 150 ml koldt vand. Det udfældede materiale frafiltreres og vaskes i et bægerglas med 100 ml vand og refiltreres. Efter tørring i et vacuum opløses dette materiale i 160 ml kogende iseddike, fil-25 treres og lades krystallisere.

Efter filtrering, vask med vand og ether chromatogra- feres det krystalliserede materiale på siliciumdioxid til tilvejebringelse af det rene produkt, smeltepunkt 30 275-278 °C.

Protonmagnetiske resonansfrekvenser i DMSO udtrykt som kemisk forskydning mod lavere felt fra TMS: DK 167615 B1 13 1 2,32 ppm, (s, 6 methylprotoner), 7,15 ppm, (dd, 8 aromatiske protoner, 11,68 ppm, (bred s, 2NH-protoner).

5 Eksempel 4

Fremstilling af 5,5-di-(p-ethylphenyl)barbitursyre Alloxanmonohydrat omsættes med ethylbenzen i nærværelse af svovlsyre ved en fremgangsmåde i lighed med fremgangsmåden til fremstilling af 5,5-di(p~ tolyDbarbitursyre som beskrevet ovenfor.

Eksempel 5

Fremstilling af 5,5-di(4-fluorphenyl)barbitursyre 15 I en 500 ml 3-halset kolbe udstyret med tilbagesvaler, en omrører og et termometer anbringes 16g (0,1 mol) alloxanmonohydrat og 60g svovlsyre (specifik densitet 1,84). Derefter tilsættes 96g (1 mol) fluorbenzen, og blandingen opvarmes i et oliebad 20 under omrøring i 4 1/2 time ved 85 °C. Efter dette tidspunkt afkøles reaktionsblandingen, det meste af fluorbenzenfasen fradekanteres, og den sirupagtige svovlsyrefase hældes ud i 150 ml isvand. Det udfældede materiale frafiltreres, vaskes i et bægerglas 25 med 100 ml vand og refiltreres. Efter tørring i en vacuumexsikkator omkrystalliseres dette materiale af iseddike, og der fås et produkt med smeltepunkt 315-318 °C. Pladechromatografi (TLC) på silicagel giver et rent produkt, smeltepunkt 327-329 °C.

30

Protonmagnetiske resonansfrekvenser i deutereret chloroform udtrykt som kemisk forskydning mod lavere felt fra TMS: DK 167615 B1 14 1 7,3 ppm, (dd, 4 aromatiske protoner), 11,8 ppm, (bred s, 2NH-protoner).

5 10 15 20 25 30

Claims

1 PATENTKRAV

1. Barbitursyrederivater, kendetegnet ved, at de har den almene formel I v-V

10 R3 R4 hvor Ri og R2 kan have samme eller forskellig betydning og hver betegner hydrogen eller methyl, der eventuelt er substitueret med C^-C5-alkoxy, og R3 og R4 kan have samme eller forskellig betydning 15 og hver betegner phenyl, eventuelt substitueret med C^-C3~alkyl eller halogen, forudsat at når Ri og R2 begge betegner hydrogen, betegner R3 og R4 hver substitueret phenyl, samt syreadditionssalte deraf. 20

2. Forbindelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at Rj og R2 begge betegner methoxymethyl, og R3 og R4 begge betegner phenyl.

3. Forbindelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at Ri og R2 begge betegner methyl, og R3 og R4 begge betegner phenyl.

4. Forbindelse ifølge krav 1, kendetegnet 30 ved, at Ri og R2 begge betegner hydrogen, og R3 og R4 begge betegner tolyl. 1 Forbindelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at R3 og R4 begge betegner ethylphenyl. DK 167615 B1

6. Forbindelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at Rj og R2 begge betegner hydrogen, og R3 og R4 begge betegner fluorphenyl.

7. Farmaceutisk præparat, kendetegnet ved, at det som aktiv bestanddel indeholder en forbindelse med den i krav 1 angivne almene formel I sammen med en farmaceutisk tolerabel bærer.

8. Anti-konvulsivt farmaceutisk præparat ifølge krav 7.

9. Angstdæmpende farmaceutisk præparat ifølge krav 7. 15

10. Muskelrelakserende farmaceutisk præparet ifølge krav 7. 20 25 30