NO801731L - 1-alkadien-2,4-yl-2-hydroksymetyl-3,4,5-trihydroksy-piperidiner, fremgangsmaate til deres fremstilling og deres anvendelse som legemiddel - Google Patents

Abstract

Forbindelse med formel. hvori n er et helt tall mellom 0 og 5, har inhibi-torisk virkning på a-glukosidhydrolaser og lipidabsorpsjon. Fremstillingen av forbindelsen er beskrevet.

Description

Oppfinnelsen vedrører nye derivater av 2-hydroksymetyl-3,4,5-trihydroksypiperidin, fremgangsmåte til deres fremstilling samt deres anvendelse som legemiddel spesielt mot diabetes, hyperlipoproteinemi, aterosklerose og adipositas.

Det er allerede kjent at N-alkyl- og N-alke-nyl-derivater av 2-hydroksymetyl-3,4,5-trihydroksypeperidin er potente inhibitorer for a-glukosidhydrolaser. Dessuten er det kjent at N-alkyldeirivater av disse forbindelser med alkylrester av midlere kjedelengde (Cj. til C-^) hemmer lipid-absorpsjonen fra tarmen (sydafrikansk patentsøknad 78/4842). Sistnevnte forbindelser har imidlertid en i forhold til l-metyl-2-hydroksymetyl-3,4,5-trihydroksypiperidin avsvekket virkning på a-glukosidhydrolaser.

Det er nå funnet nye derivater av 2-hydroksy-metyl-3,4,5-trihydroksypiperidin som forener den maksimale virkning på a-glukosidhydrolaser og lipidabsorpsjon i seg. De nye forbindelser tilsvarer formel (I)

hvori

n betyr et helt tall mellom 0 og 5.

Forbindelser med formel (I) får man, når 2-hydroksymetyl-3#4,5-trihydroksypiperidin (1-desoksynojirimycin) reduktivt alkyleres i nærvær av en hydrogendonor med et aldehyd av formel (II)

hvori

n har ovennevnte betydning.

De nye forbindelser får man videre når 1-desoksynojirimycin bringes til reaksjon med alkylhalogenidet med formel (III)

hvori

n har ovennevnte betydning og

X betyr et halogenatom, spesielt klor, brom eller jod.

Omsetter man 1-desoksynojirimycin med sor-binaldehyd og NaCNBH^som hydrogendonator, så lar reaksjons-forløpet seg formulere som følger:

Med 1-desoksynojirimycin og 1-brom-heksadien-2,4 fremkommer følgende reaksjonsskjema:

1-desoksynojirimycin og aldehydet med formel (II) (E.L. Pippen og M. Nonaka, J. Org. Chem. 23, 1580 (1958)) resp. halogenider med formel (III) (M. Jacobson, J. Amer. Chem Soc. 77, 2461 (1955)) er kjent fra litteraturen og lar

seg fremstille etter litteraturkjente fremgangsmåter.

For den reduktive alkylering anvendes som hydrogendonator-reduksjonsmiddel alkalimetallcyanoborhydri-der, dialkylaminoboraner og alkalimetallborhydrider. Spesielt foretrukket i denne fremgangsmåte er anvendelsen

av natriumcyanoborhydrid. Reaksjonen gjennomføres vanligvis ved temperaturer mellom -20°C og værelsestemperatur.

Det kan imidlertid også være gunstig å oppvarme til rbålbake-løps temperatur.

Fremgangsmåten gjennomføres vanligvis ieet inert oppløsningsmiddel. Enskjønt det kan anvendes vannfrie aprotiske oppløsningsmidler (f.eks. tetrahydrofuran, når reduksjonsmidlet er morfolinoboranl anvendes vanligvis imidlertid et protisk oppløsningsmiddel. Som sådant egner det seg spesielt en laverealkanol. Det kan imidlertid også anvendes vann eller en vandig laverealkanol (f.eks. vandig metanol eller etanol) eller andre vandige oppløsningsmiddel-systerner somff.eks. vandig dimetylformamid, vandig heksa-metylfosforsyretriamid, vandig tetrahydrofuran eller vandig etylenglykoldimetyleter.

Fremgangsmåten gjennomføres vanligvis i et pH-område fra 1 til 11, fortrinnsvis i et pH-område mellom 4 og 7.

Omsetningen av 1-desoksynojirimycin med alkyl-halogenidene gjennomføres i polariske, protiske eller aprotiske oppløsningsmidler, hensiktsmessig i nærvær av et syrebindende middel ved temperaturer mellom 0°C og oppløsnings-midlets koketemperatur.

Som syrebindende midler anvendes spesielt alkali- og jordalkalihydroksyder, -karbonater og -hydrogen-karbonater, sølvoksyd, ammoniakk og organiske aminer som trietylamin eller pyridin.

Fortrinnsvis gjennomføres reaksjonen i dimetylformamid/vann med som syrebindende middel eller i dimetylformamidd med kaliumkarbonat som syreoppfanger.

Som virksomme stoffer skal det nevnes N-heksa-dien-2,4-yl-l-desoksynojirimycin, N-heptadien-2,4-yl-l-des-oksynoj irimycin, N-oktadien-2,4-yl-l-desoksynojirimycin, N-nonadien-2,4-yl-l-desoksynojirimycin, N-dekadien-2,4-y1-1-desoksynojirimycin og N-pentadien-2,4-yl-l-desoksynojirimycin.

Det skal henvises til at de fleste av de nevnte virksomme stoffer omfatter 4 stereoisomere forbindelser med hensyn til anordningen av substituentene ved de to dobbelt-bindinger. Oppfinnelsen vedrører såvel de enkelte stereo-isomerer som også blandinger av disse.

Inhibitorene ifølge oppfinnelsen egner seg

som terapeutikum for følgende indikasjoner hos mennesker og dyr: prediabetes, gastritis, obstipasjon, karies, infeksjoner i mave-tarm-kanalen, meteorismus, flatulens, hypertensjon og spesielt aterosklerose, adipositas, diabetes og hyperlipoproteinemi.

For utvidelse av det virksomme spektrum kan det lønne seg å kombinere inhibitorer for glykosidhydrolasen som kompletterer seg gjensidig deres virkning enten er at det dreier seg om kombinasjoner av inhibitorene ifølge oppfinnelsen med hverandre eller om kombinasjoner oav inhibitorene ifølge oppfinnelsen med allerede kjente.

Fordelaktig er i mange tilfelle også kombinasjoner av inhibitorene ifølge oppfinnelsen med kjente orale antidiabetika (g-cytotrope sulfonylurinstoffderivater og/eller blodsukkervirksomme biguanider) samt med blodlipid-senkende virksomme stoffer som f.eks. klofibrat, nikotinsyre, kole-styramin og andre.

Forbindelsene kan appliseres uten fortynning, f.eks. som pulver eller i en gelatinhylse eller i kombinasjon med et bærestoff i en farmasøytisk sammensetning.

Farmasøytiske tilberedninger kan inneholde en større eller mindre mengde av inhibitoren, f.eks. 0,1 % til 99,5 %, i kombinasjon med et farmasøytisk tålbart, ikke-tok-sisk inert bærestoff, idet bærestoffet inneholder en eller flere faste, halvfaste eller flytende fortynningsmidler, fyllstoffer og/eliber ikke-toksiske inerte og farmasøytisk tålbare formuleringshjelpemidler. Slike farmasøytiske tilberedninger foreligger fortrinnsvis i form av doserings enheter, dvs. fysikalisk-diskreter, en bestemt mengde av inhibitoren inneholdte enheter, som tilsvarer en brøkdel eller et multiplum av den dose som er nødvendig for tilveie-bringelse av den ønskede hemmevirkning. Doseringsenhetene kan inneholde 1, 2, 3, 4 eller flere enkeltdoser eller k, 1#3 eller 1/4 av en fenkeltdose. En enkeltdose inneholder fortrinnsvis en tilstrekkelig mengde virksomt stoff,

for ved en applikasjon ifølge et på forhånd bestemt doseringsskjerna en eller flere doseringsenheter å oppnå den ønskede hemmevirkning, idet administreres en hel, en halv eller en tredjedel eller en fjerdedel av dagsdosen vanligvis til alle hoved- og bimåltider om dagen.

Andre terapeutiske midler kan også inntas. Enskjønt doseringen og doseringsskjema i hvert tilfelle bør omhyggelig avveies under anvendelse av grundig fagmannsk vurdering og en iakttagelse av pasientens alder, vekt og tilstand, type og tyngde av sykdommen vil doseringen vanligvis ligge i et område mellom ca. 0,5 til ca. 100 mg/kg legems-vekt pr. dag. I mange tilfeller oppnår man derved en tilstrekkelig terapeutisk virkning med en mindre dose, mens i andre tilfelle en større dose vil være nødvendig.

Av Europåisfchen Offenlegungsschrift 947 kan det sees på hvilken måte forbindelsen ifølge oppfinnelsen formuleres og appliseres.

Saccharase- inhibisjonsprøve in vitro

Saccharase-inhibisjonsprøven in vitro mulig-gjør bestemmelsen av den enzyminhibitoriske aktivitet av et stoff ved sammenligning av aktiviteten av det solubiliserte intestinale disaccharidase-kompleks i nærvær resp. i fravær (såkalt 100 %-verdil av inhibitoren. Som substrat som be-stemmer spesifiteten av inhibisjonsprøven, tjener derved en praktisk glukosefri saccharose (glukose under 10 0 ppml, enzymaktivitetsbestemmelsen baserer på denne spektrofoto-metriske bestemmelse av frigjort glukose ved hjelp av glukose-dehydrogenase og nikotinamid-adenin-dinukleotid som kofaktor.

En saccharase-inhibitor-enhet (SIE) er definert som den inhibitoriske aktivitet, som i en definert prøveblanding reduserer en på forhånd gitt saccharolytisk aktivitet med en enhet (saccharase-enhet = SE), saccharase-enheten er derved definsert som den enzymaktivitet som under på forhånd gitte betingelser spalter et ymol saccharose pr. minutt og dermed fører til frigjøring av hver gang et ymol glukose, som bestemmes i prøven og fruktose som ikke omfattes i prøven.

Det intestinale disaccharidase-kompleks ut-vinnes av svinetynntarm-mucosa ved tryptisk fordøyelse, ut-felling av 66 % etanol ved -20°C, opptak av utfellingen i 100 mM fosfat-puffer, pH 7,0 og avsluttende dialyse mot samme puffer. 10 yl av en prøveoppløsning som er antatt så-ledes at ekstinksjonen av prøveblandingen minst ligger 10 %, imidlertid ikke mer enn 25 % under 10 0 %-verdien, blandes med 100 yl fortynning av det intestinale disaccharidase-kompleks i 0,1 M maleinat-puffer, pH 6,25, og forinkuberes i 10 minutter ved 37°C. Fortynningen av disaccharidase-komplekset er å innstille på en aktivitet på 0,1 Se/ml.

Deretter startes den saccharolytiske reaksjon ved tilsetning av 100 yl av en 0,4 M oppløsning av saccharose ("SERVA 35579") i 0,1 M maleinat-puffer, pH 6,25 og stoppes etter en inkubasjonstid av 20 minutter ved 37°C ved tilsetning av 1 ml glukose-dehydrogenase-reagens (1 liten flaske glukose-hydrogenase-mutarotase-blanding lyofilisert ("MERCK 14053") og 331,7 mg B-nikøtihamid-adenin-dinukleotid (fri syre, "BOEHRINGER", renhetsgrad I) oppløst i 250 ml 0,5 M tris-puffer, pH 7,6). Til påvisning av glukose inku-beres 30 minutter ved 37°C og endelig fotometreres ved 340 nm mot en reagensblindprøve (med enzym, imidlertid uten saccharose).

Beregningen avhhemmeaktiviteten av inhibitoren er vanskeliggjort ved at allerede små endringer i prøve-systemet, eksempelvis en litt fra bestemmelsen til bestemmelsen varierende 100 %-verdi er av ikke mer bortsebar innvirkning på prøveresultatet. Man omgår disse vanskelig-heten , idet man ved hver bestemmelse lar det gå med en standard som standard tjener en saccharase-inhibitor med formel<C>25<H>43°i8<N>' som ^ar en sPesifikk hemmeaktivitet på 77. 700 SIE/g og ved anvendte mengder på 10 til 20 ng i prøven fører til en hemming av ovenfor spesifisert stør-relsesorden. Ved kjennskap av differansen av ekstinksjonene ved 34 0 nm av 100 %-verdi og ved standard hemmet blanding lar det seg av ekstinksjonsdifferansen fra 100 %-verdien og ved prøveoppløsninger med blanding underhhensyntagen til anvendt mengde av inhibitor på kjent måte beregne de spesifikke hemmeaktivitet uttrykt i saccharase-inhibitor-enheter pr. gram. (SIE/g).

Fremstillingseksempler

Eksempel 1

N-heksadien-2,4-yl-l-desoksynojirimycin

En oppløsning av 5 g 1-desoksynojirimycin i 100 ml metanol og 4,5 ml iseddik blandes ved 0°C med 4,4 ml heksadienal og 3 g natriumcyanoborhydrid. Etter en times omrøring ved 0°C omrøres 18 timer ved værelsestemperatur.

Det inndampes til tørrhet, residuet opptas i vann og påføres på en 120 cm lang og 3,5 cm vid søyle som som stasjonær fase inneholder cellulose og som mobil fase aceton.

Først elueres med aceton, deretter med aceton hvortil det trinnvis er tilsatt inntil 30 % vann. De enkelte funksjoner undersøkes tynnsjiktskromatografisk, hver sammen-fattes med det ønskede produkt og inndampes.

Man får etter krystallisasjon av aceton 4 g

av den ønskede forbindelse med en RF-verdi på 0,55 (eluerings-middel: kloroform/metanol/vandig ammoniakk 4:3:1), RF-verdi for 1-desoksynojirimycin: 0,21. Smeltepunkt: 172-173°C.

Eksempel 2

Analogt eksempel 1 fås:

N-heptadien-2,4-yl-l-desoksynoj irimycin

RF-verdi: 0,57,

RF-verdi for 1-desoksynojirimycin: 0,21,

Smeltepunkt: 135-137°C.

Eksempel 3

N-heksadien-2,4-yl-l-desoksynojirimycin

En oppløsning av 25 g 1-desoksynojirimycin i 500 ml metanol og 22,5 ml efcseddik blandes ved 0°C med 22 ml heksadienal og 15 g natriumcyanoborhydrid. Etter en times omrøring ved 0°C omrøres igjen 18 timer ved værelsestemperatur .

Deretter påføres reaksjonsblandingen på en med "Amerlite" IR 120 (hP" -form) fylt søyle og søylen elueres først med alkohol/vann 2:1 og deretter med alkohol/vann 2:1, som inneholder 4 % NH^* Det ammoniakalske eluat inndampes til tørrhet og residuet krystalliseres fra aceton. Det krystallinske produkt oppløses i vann og påføres på en med "Amberlite" IR 400 (OH ® -form) fylt søyle. Søylen elueres med alkohol/vann 1:1 og eluatet inndampes på rotasjonsfordamper til tørrhet. Residuet krystalliseres fra litt vann. Utbytte: 14,4 g N-heksadien-2,4-yl-l-desoksynojirimycin. Smeltepunkt* 172-173°C.

Eksempel 4

Analogt eksempel 1. får man ved anvendelse av pentadienal N-pentadien-2,4-yl-l-desoksynojirimycin.

Eksempel 5

N-hekåa-2,4-dienyl-l-deoksynoj irimycin.

130,4 g 1-desoksynojirimycin og 154,8 g fin-pulverisert I^CO^ omrøres i 1,3 liter DMF. Dertil setter man ved værelsestemperatur på en gang 180,3 g 1-brom-heksa-dien-2,4 i 20 0 ml DMF. Reaksjonstemperaturen øker derved til ca. 40°C. Det omrøres ytterligere 2 timer ved værelsestemperatur. Deretter frasuges saltene og nutschresiduet vaskes to ganger med hver gang 50 ml DMF. Filtratet blandes med 2 liter isvann og ekstraheres i en skylletrakt to ganger med hver gang 500 ml dietyleter. Vann/DMF-fasen bringes til tørrhet med rotasjonsfordamper i vakuum ved 50°C badtempera-tur. Residuet utrøres med 1,4 1 aceton og frasuges ved 0°C. Utbytte: 150,5 g av et saltholdig råprodukt. Råproduktet omkrystalliseres fra 200 ml vann. Utbytte: 90 g. N-heksa-dienyl-l-desoksynojirimycin av smeltepunkt: 165-168°C.

Eksempel 6

Det ifølge eksempel 3 dannede produkt er en blanding av to cis/trans-isomere forbindelser. Det Jbestår ifølge HPLC og H<1->NMR-undersøkelser til 90-95 % av trans/- trans-forbindelsen

og til 5-10 % av trans/cis-forbindelsen

Ved hjelp av Craig-fordeling (kretsløps-fremgangsmåten) adskilles de to isomerer i systemet n-buta-nol/vann 1:1 (faseforhold: 0,5). i 2325 skylletrinn. Av 3,3 g blanding ble det isolert 615 mg av trans/trans-forbindelsen (renhet over 99,5 % ifølge HPLC) og 50 mg av trans/cis-forbindelsen (renhet over 98 % ifølge HPLC, smeltepunkt 107-110°C).

Begge isomerer ble in vitro undersøkt på saccharaseinhiberende virkning (saccharaseinhibisjonsprøve). Mens trans/trans-isomeren hemmer saccharasen fra svinetynntarm-mecha ca. 6 ganger sterkere enn 1-desoksynojirimycin er trans/cis-isomeren ca. 4 ganger mere virksom.

Claims (8)

1. Forbindelser med formel

hvori n betyr et helt tall mellom 0 og 5.

2. Forbindelse ifølge krav 1 med formel

3. Fremgangsmåte til fremstilling av forbindelser ifølge krav 1, karakterisert ved at 1-desoksynojirimycin alkyleres reduktivt i nærvær av en hydrogendonator med et aldehyd med formel

hvori n er et helt tall mellom 0 og 5.

4. Fremgangsmåte til fremstilling av forbindelser ifølge krav 1, karakterisert ved at 1-desoksynojirimycin bringes til reaksjon med alkylhalogenider med formel

hvori n betyr et helt tall mellom 0 og 5 og X betyr et halogen.

5. Legemiddel, karakterisert ved et innhold av en forbindelse ifølge krav 1 og eventuelt farmasøytisk egnede tilsetningsstoffer.

6. Fremgangsmåte til påvirkning av kullhydrat-og/eller lipidstoffskifte, karakterisert ved at det appliseres en forbindelse ifølge krav 1 på mennesker eller dyr.

7. Anvendelse av en forbindelse ifølge krav 1 til påvirkning av kullhydrat- og/eller lipidstoffskifte.

8. Anvendelse av en forbindelse ifølge krav 1 ved behandling av adipositas, diabetes, hyperlipoproteinemi og aterosklerose.