Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
АНАЛОГИ γ-АМИНОМАСЛЯНОЙ КИСЛОТЫ, СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ, СПОСОБ ЛЕЧЕНИЯ И ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ
АНАЛОГИ γ-АМИНОМАСЛЯНОЙ КИСЛОТЫ, СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ, СПОСОБ ЛЕЧЕНИЯ И ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ

АНАЛОГИ γ-АМИНОМАСЛЯНОЙ КИСЛОТЫ, СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ, СПОСОБ ЛЕЧЕНИЯ И ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к новым соединениям, являющимся аналогами γ-аминомасляной кислоты (GАВА), которые могут найти применение в качестве средств противоприпадочной терапии от расстройств центральной нервной системы. Описываются новые производные γ-аминомасляной кислоты общей формулы (I) Н2N СН(R3) - С(R1)(R2)-СН2СООН, где R - прямая или разветвленная алкильная группа, имеющая 2-6 атомов углерода; R2 и R3 - водород, их индивидуальные энантиомеры и фармацевтически приемлемые соли. Описываются также способ получения указанных соединений, способ лечения и фармацевтическая композиция на основе указанных соединений. 4 с. и 11 з.п. ф-лы, 6 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2140901
Класс(ы) патента: C07C229/00, C07C229/06, C07C229/10, C07C227/32, A61K31/195
Номер заявки: 96124481/04
Дата подачи заявки: 18.05.1993
Дата публикации: 10.11.1999
Заявитель(и): Нортвестерн Юниверсити (US)
Автор(ы): Ричард Б.Силверман (US); По-Вай Йен (US); Ллойд Чарльз Фрэнклин (US); Ризард Андрушкевич (PL); Денис Мартин Собирэй (US); Марк Алан Швиндт (US)
Патентообладатель(и): Нортвестерн Юниверсити (US)
Описание изобретения: Изобретение относится к новым соединениям, являющимися аналогами γ- аминомасляной кислоты (GABA). Более конкретно указанные аналоги полезны в качестве средств противоприпадочной терапии от расстройств центральной нервной системы (ЦНС), таких как эпилепсия, хорея Хантингтона, церебральная ишемия, болезнь Паркинсона, поздняя дискинезия и мышечная спастичность. Возможно, что настоящее изобретение можно использовать в качестве антидепрессантных, успокаивающих и антипсихотических средств.
γ- Аминомасляная кислота (GABA) является основным нейротрансмиттером, участвующим в регулировании активности мозговых нервных клеток. GABA является основным ингибиторным нейротрансмиттером, a также является возбудительным трансмиттером (Roberts E. и др. GABA in Nervous System Funition, Raven Press: Нью-Йорк, 1976; Me Geer и др. Glutamine. Glutamate, and GABA in the Central Nervous System; Hertz L., Kvamme E, Me Geer E.G., Schousba A. eds. , Liss. Нью-Йорк, 1983, 3-17). Дисбаланс в концентрации этих нейротрансмиттеров может приводить к конвульсивным (судорожным) состояниям. Соответственно, клинически уместно контролировать конвульсивные состояния регулированием метаболизма этих нейротрансмиттеров. Когда концентрация GABA снижается ниже порогового уровня в мозге, наступает конвульсия (Karlsson A. и др. Biochem. Pharmacol, 1974, 23, 3053-3061). Когда уровень GABA в мозгу поднимается во время конвульсий, припадок заканчивается (Hagashi T.J. Physiol. (Лондон), 1959, 145, 570-578). Термин припадок, используемый здесь, обозначает избыточную несинхронизированную нейронную активность, которая прерывает нормальную нейронную функцию. При некоторых припадочных расстройствах пониженным уровням GABA сопутствует пониженный уровень активности декарбоксилазы γ- глутаминовой кислоты (GAD) (Me Geer PO, и др. GABA in Nervous System Function; Roberts E. Chase TN, Tower DB, eds., Raven Press: Нью-Йорк, 1976, 487-495, Butterworth J. и др. Neurochem. 1983, 41, 440-447, Spokes EG, Adv. Exp. Med. Biol. 1978, 123, 461-473, Wu JY и др., Neurochem. Res. 1979, 4, 575-586, и Iversen LL и др. Psychiat. Res. 1974, 11, 244-256). Часто концентрации GAD и GABA изменяются параллельно, потому что пониженная концентрация GAD приводит к более низкой выработке GABA.
Вследствие важности GABA в качестве ингибиторного нейротрансмиттера и ее влияния на конвульсивные состояния и другие моторные дисфункции были предложены разные подходы для увеличения концентрации GABA в мозге. Например, большинство очевидных подходов заключается в назначении для приема GABA. Когда GABA инъецируют в мозг конвульсирующего животного, конвульсия прекращается (Purpura DP и др., Neurochem., 1959, 3, 238-268). Однако если GABA вводят систематически, то антиконвульсантный эффект отсутствует, потому что GABA при нормальных обстоятельствах не может пересекать гематоэнцефалический барьер (Meldrum BS и др. Epilepsy: Harris P., Mawdsley C. eds., Churchill Livingston:
Эдинбург 1974, 55. В свете этого ограничения существуют три альтернативных подхода для поднятия уровня GABA.
Наиболее часто встречающийся подход заключается в предложении соединения, которое пересекает гематоэнцефалический барьер и затем дезактивирует GABA-аминотрансферазу. Эффект заключается в блокировании разложения GABA и, таким образом, увеличении ее концентрации. Известны многочисленные, основанные на механизме инактиваторы GABA-аминотрансферазы (Silverman RB, Mechanism-Based Enzyme Inactivation: Chemistry and Enzymology, T.I и Il, CRC: Boca Raton 1988).
Еще один подход заключается в увеличении концентраций GABA в мозге с помощью придания GABA липофильных свойств посредством превращения в гидрофобные амиды GABA (Kaplan JP и др., G.J.Med. Chem. 1980, 23, 702-704, Carvajal G. и др., Biochem. Pharmacol. 1964, 13, 1059-1069, имины: Kaplan JP, там же, или эфиры GABA, Shashoua VE и др. J.Med. Chem. 1984, 27, 659-664, и РСТ заявка на патент WO 85/00 520, опубликованная 14.02.85), с тем, чтобы GABA могла пересекать гематоэнцефалический барьер. Попав в мозг, эти соединения требуют амидазу и эстеразы для удаления гидролизом группы-носителя и высвобождения GABA.
Следующий подход заключается в увеличении уровня GABA в мозге путем создания активаторов GAD. В качестве активаторов GAD описано несколько соединений. Сообщалось, что антиконвульсантное средство, малеинимид, увеличивает активность GAD на 11% и приводит к увеличению концентрации GABA в субстанции нигра на величину до 38% (Janssens de Varebeke P. и др. Biochem. Pharmacol. 1983; 32: 2751-2755).
Сообщалось также, что антиконвульсантный препарат, вальпроат натрия (Loscher W, Biochem. Pharmacol, 1982, 31, 837-842, Phillips NI и др., Biochem Pharmacol. 1982, 31, 2257-2261), активирует GAD и повышает уровень GABA.
Найдено, что соединения настоящего изобретения активируют GAD ин витро и оказывают защитное действие, зависящее от дозы, на припадки ин виво.
Также найдено, что соединения настоящего изобретения связываются с новыми участками (сайтами) связывания, которые, как было определено, связывают тритиированный габапентин. Найдено, что габапентин является эффективным лекарственным средством для профилактики частичных припадков у пациентов, не поддающихся лечению другими антиконвульсионными средствами. Chadwick D, Gabapentin, стр. 211-222, B: Recent Advances in Epilepsy, т. 5, Pedley TA, Meldrum BS, (ред.) Churchill Livingstone, Нью-Йорк (1991)). Новый сайт связывания, меченый тритиированным габапентином, был описан в работах по мембранным фракциям ткани мозга крыс и по ауторадиографическим исследованиям средств мозга крыс, Hill D, там же. Данный сайт связывания использовался для оценки соединений настоящего изобретения.
Новые соединения настоящего изобретения представлены ниже формулой I. Следует заметить, что соединения формулы I, в которой R1 - метил, R2 и R3 - водород, описаны в патенте Японии N 49-40460.
Краткое описание изобретения
В соответствии с настоящим изобретением предложены соединения формулы I

в которой R1- нормальный или разветвленный C1-C6-алкил, фенил или C3-C6-циклоалкил, R2 - водород или метил, и R3 - водород, метил или карбоксигруппа, при условии, что, когда каждый из R2 и R3 представляют водород, R1 отличен от метила. Фармацевтически приемлемые соли соединений формулы I также включены в объем настоящего изобретения. Объемом изобретения охватываются также энантиомерные изомеры соединений формулы I.
Настоящее изобретение представляет также фармацевтические композиции соединений формулы I.
Как часть настоящего изобретения предлагается также новый метод лечения связанных с припадками расстройств с помощью назначения пациентам для приема антиконвульсантно эффективного количества соединений формулы II

в которой R11 - нормальный или разветвленный C1-C6-алкил, фенил или C3-C6-циклоалкил, R12 - водород или метил, и R13 - водород, метил или карбоксигруппа, или их индивидуальных энантиомерных изомеров, или фармацевтических приемлемых солей.
Настоящее изобретение представляет также метод повышения нейронной GABA мозга и фармацевтические композиции с соединениями формулы II.
Настоящее изобретение предлагает новые способы синтеза хиральных соединений формулы I.
Подробное описание изобретения
В соответствии с настоящим изобретением предложен ряд аналогов 3-алкил-4-аминомасляной кислоты или 3-алкилглутаминовой кислоты, полезных в качестве антиконвульсантов. Примерами алкилов, представленных символами R1 и R11 в формулах I и II, являются метил, этил, пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, изопентил и неопентил, а также другие алкильные группы. Циклоалкильными группами, представленными R1 и R11 в формулах I и II, являются циклопропил, циклобутил, циклопентил и циклогексил. Показано далее, что данные аналоги предотвращают припадки, не вызывая при этом побочных эффектов атаксии, таких как побочные эффекты, обнаруженные у некоторых противоприпадочных средств.
Более предпочтительными соединениями изобретения являются соединения формулы I, в которой R3 - водород, R2 - водород и R1 - изобутил.
То есть предпочтительным соединением является 4-амино-3-(2-метилпропил)бутановая кислота. Неожиданно было обнаружено, что данное соединение является более сильно действующим, чем другие, синтезированные, как описано здесь, и испытанные ин виво. Далее, что удивительно, как показывают последующие данные, это то, что данное предпочтительное соединение является наименее эффективным соединением из аналогов, испытанных в отношении активации GAD ин витро. Соответственно, очень неожиданно, что данное предпочтительное соединение обладает такой высокой активностью при испытании ин виво.
Наиболее предпочтительными соединениями настоящего изобретения являются (S)-(+)-(R)-(-)-4-амино-3-(2- метилпропил)бутановая кислота, причем (S)-(+)-энантиомер наиболее предпочтителен. Было найдено, что (S)-(+)-энантиомер является наиболее сильным соединением в рамках настоящего изобретения в отношении вытеснения тритиированного габапентина, и оба, (S)-(+)- и (R)-(-)-энантиомера, показывают ярко выраженную стереоселективность, как по вытеснению тритиированного габапентина, так и по антиконвульсантной активности ин виво.
Соединения, полученные в соответствии с настоящим изобретением, могут образовывать фармацевтически приемлемые соли с органическими и неорганическими кислотами или основаниями. Например, кислотно-иддитивные соли основных соединений получают растворением свободного основания в водном или водно-спиртовом растворе или других подходящих растворителях, содержащих соответствующую кислоту, и выделением соли путем упаривания раствора. Примерами фармацевтически приемлемых содей являются хлоргидраты, бромгидраты, гидросульфаты и т.д., а также натриевые, калиевые и магниевые соли и т.д.
Способ получения 3-алкил-4-аминобутановых кислот осуществляют, исходя из эфиров 2-алкеновых кислот, которые получают по реакции Кновенагеля из промышленно доступных альдегидов и монометилмалоната (Ким и др., J.Med.Chem. 1965, 8309), за исключением этил-4,4-диметил-2-пентеноата.
Более конкретно, для получения всех 3-алкилглутаминовых кислот можно обычно использовать следующую методику. 10 г 3-алкил-5,5- дикарбэтокси-2-пирролидинона нагревают с обратным холодильником в 150 мл 40% дымящей НВг в течение 4 часов. Затем содержимое помещают в испаритель и удаляют летучие компоненты в вакууме с помощью горячей водяной бани. Смолоподобный остаток растворяют в 25 мл дистиллированной воды и воду удаляют с помощью испарителя. Процесс повторяют еще раз. Остаток растворяют в 20 мл воды и pH раствора доводят до 3,2 концентрированным раствором аммиака. В данный момент растворимость отдельных 3-алкилглутаминовых кислот меняется в зависимости от длины цепи так, что те кислоты, боковые цепи которых крупнее, легко осаждаются из раствора. Осаждению алкилглутаминовых кислот с меньшими заместителями (метил, этил и пропил) может способствовать охлаждение на ледяной бане или разбавление водного раствора 100 мл абсолютного этанола. Осаждение из водно-спиртовой смеси завершается за 48 часов. Следует проявлять осторожность, чтобы добавлять этанол медленно, чтобы предотвратить осаждение аморфного твердого материала, который не является характерным показателем целевых 3-алкилглутаминовых кислот. Образцы аминокислот очищают для анализа с помощью перекристаллизации из смеси вода-этанол.
Все кислоты плавятся с разложением. Точки плавления разложившихся 3-алкилглутаминовых кислот соответствуют точкам плавления их пироглутаминовых кислот.
Этил-4,4-диметил-2-пентеноат получают из 2,2-диметил-пропанола и этиллитиацетата с последующей дегидратацией β- гидроксиэфира фосфорилхлоридом и пиридином.
Присоединение по Михаэлю нитрометана к α,β- ненасыщенным соединениям, протекающее при участии 1,1,3,3- тетраметилгуанидина или 1,8-диазабицикло[5,4.0]ундец-7-ена (ДВИ), дает 4-нитроэфиры с хорошим выходом. Более конкретно, смесь нитрометана (5 моль) α,β- ненасыщенного эфира (1 моль) и тетраметилгуанидина (0,2 моль) перемешивают при комнатной температуре в течение 2-4 дней. В случае метилакрилата эфир следует добавлять при температуре ниже 30oC. За ходом реакции следят с помощью ИК (исчезновение полосы С=С) и ГЖХ анализа. Реакционную смесь промывают разбавленной соляной кислотой и экстрагируют эфиром. Органический экстракт сушат, растворитель удаляют при пониженном давлении и остаток перегоняют при давлении 2 мм рт.ст. Хотя алифатические нитросоединения обычно восстанавливаются или с помощью каталитического гидрирования при высоком давлении с катализируемым металлом переносом водорода, или новых способов гидрогенолиза с использованием формиата аммония или боргидрида натрия и палладия в качестве катализаторов, заявители нашли, что эфиры 4-нитрокарбоновых кислот можно восстанавливать почти количественно в соответствующие эфиры 4-аминокарбоновых кислот гидрированием с использованием 10% палладия на угле в качестве катализатора в уксусной кислоте при комнатной температуре и атмосферном давлении. Полученные сложные аминоэфиры подвергают кислотному гидролизу с получением целевых соединений изобретения с хорошим выходом. Данный прием обеспечивает доступ к многочисленным 3-алкил-4-аминобутановым кислотам, перечисленным в таблицах 1 и 2 в качестве примеров, и, таким образом, имеет преимущество по сравнению с ранее используемыми способами.
Примеры более конкретных способов получения соединений в соответствии с настоящим изобретением приведены далее, которые необязательно используют методики, описанные выше. Когда исходный материал не является промышленно доступным, последовательность синтеза может начинаться с соответствующего спирта, который окисляют в альдегид по методу Corey EJ и др., Tetrahedron Lett 1975, 2647- 2650.
Хиральные соединения формул I и II получают, как указано на Схеме 1. Хотя схема 1 показывает хиральный синтез определенного соединения, (S)-(+)-4-амино-3-(2-метилпропил)бутановой кислоты, специалист легко увидит, что метод синтеза пригоден для любого диастереомерного соединения формулы I и II.
На схеме 1 Ph означает фенил, Bn - бензил, THF тетрагидрофуран, LDA - диизопропиламид лития, BH3-SMe2 - комплекс борина с диметилсульфидом, Tsll - тозилхлорид, и DMSO - диметилсульфоксид.
Подробная методика синтеза представлена ниже в примере 1. Ключевая вводная литература по этой методике обсуждается в статье Эванса, J.Am. Chem. Soc. , 1982, 104, 1737-9. Еноляты металлов могут образовываться с амидом лития или натрия и алкилироваться впоследствии с образованием производных замещенных карбоновых кислот. Данная методика полезна для энантиоселективного синтеза указанных производных α- замещенных карбоновых кислот. В данной статье Эванс описал получение производных пропионовой кислоты с рядом простых алкилирующих агентов. Изменяя стереохимию хирального синтона (оксазолидинона), он смог получить высокую стереоселективность.
Эванс использовал этот хиральный вспомогательный реагент и в других синтетических исследованиях, но ни одно не связано с 4-амино-3-(2-метилпропил)бутановой кислотой, которая содержит β- замещенную γ- аминокислоту. Методика Эванса раскрывает α- замещение и далека от β- замещения и не использовалась для получения данного типа необычных аминокислот. N-Ацилоксазолидиноны использовались для получения энолятов хлортитана, которые подвергались реакции с аддкутами Михаэля, такими как акрилонитрил, J.Org. Chem., 1991, 56, 5750-2. Они использовались в синтезе антибиотиков семейства рутамицина, J. Org. Chem. , 1990, 55, 6260-8 и в реакциях стереоселективной альдольной конденсации, Org. Synth., 1990, 68, 83-91. Хиральные α- аминокислоты получали с использованием оксазолидинов. В данной последовательности энолят дибутилбора бромировался и замещался азидом Tetrahedron Lett., 1987, 28, 1123-6. Сообщалось также о других синтезах β- гидрокси -α- аминокислот с помощью данного хирального вспомогательного реагента через альдольную конденсацию Tetrahedron Lett. , 1987, 28, 39-42, J.Am. Chem. Soc., 1987, 109, 7151-7. α,β -ненасыщенные N-ацилоксазолидиноны также использовали для индуцирования хиральности в реакции Дильса- Альдера (J.Am. Chem. Soc., 1988, 110, 1238-56). Ни в одном из этих примеров или других примеров, найденных в литературе, данная методика не использовалась для получения β- замещенных карбоновых кислот или 3 - замещенных аналогов GABA.
Согласно еще одному воплощению хиральные соединения формул I и II можно получать способом, похожим на синтез, показанный на схеме 1. В этом варианте, однако, стадию 8 на схеме 1, заменяют двухстадийной процедурой, представленной ниже в примере 2. Вместо восстановления азида (8) в аминокислоту (9) по схеме 1 согласно альтернативной процедуре азид (8) гидролизуется в промежуточный азид (8a), который затем восстанавливается (см. схему 1a).
Гидролиз азида (8) в промежуточный азид (8a) перед восстановлением имеет два основных преимущества. Первое преимущество заключается в том, что промежуточный азид (8a) может очищаться экстракцией водным основанием. После подкисления водного экстракта промежуточный азид (8a) можно экстрагировать в органическую фазу и выделить. Это дает возможность очистки промежуточного азида (8a) без использования хроматографии. Для очистки азида (8) требуется хроматография, которая очень дорога и часто непрактична в крупном масштабе.
Второе преимущество заключается в том, что промежуточный азид (8a) можно восстановить в аминокислоту (9) без добавления кислоты. Восстановление азида (8) требует добавления кислоты, например соляной кислоты, для того чтобы получить аминокислоту (9). К сожалению, лактамизация аминокислоты (9) промотируется присутствием кислоты. Промежуточный азид (8а) можно восстановить в аминокислоту (9) в условиях, близких к нейтральным, таким образом сводя до минимума проблему лактамообразования.
Согласно еще одному предпочтительному варианту хиральные соединения формул I и II можно получать как показано на схеме 2. Хотя в схеме 2 показан хиральный синтез конкретного соединения, (S)-(+)-4-амино-3-(2-метилпропил)бутановой кислоты, специалист легко увидит, что данный способ синтеза может применяться для получения любого диастереомерного соединения формул I и II. На схеме 2 Ph означает фенил и Ts - тозил.
Подробная методика синтеза описана ниже в примере 3. Данная процедура сходна со способом синтеза по схеме 1, однако бензиловый эфир схемы 1 заменяется трет-бутиловым эфиром на схеме 2. Целевая аминокислота (9) и (109) соответственно является одной и той же на обеих схемах 1 и 2.
Существует несколько преимуществ использования трет- бутилового эфира, а не бензилового эфира в синтезе аминокислоты (9) или (109). Первое преимущество относится к гидролизу вспомогательного хирального реагента на стадии 4 схемы 1. В ходе гидролиза хирального вспомогательного реагента в данной реакции часто происходит некоторый гидролиз бензилового эфира. Гидролиз трет-бутилового эфира по схеме и не обнаружен.
Другое преимущество относится к использованию спирта (106) схемы 2 по сравнению со спиртом (6) схемы 1. Бензиловый эфир-спирт имеет склонность к лактонизации, как показано ниже. Хотя лактонизации бензилового эфира-спирта можно избежать в некоторых условиях, но трет-бутиловый эфир-спирт гораздо менее склонен подвергаться лактонизации

Еще одним преимуществом, которое ранее уже обсуждалось в связи со способом по схеме 1a, является то, что трет-бутиловый эфир уменьшает до предела проблему образования лактана конечной аминокислотой (109). Вместо восстановления азида (108) в аминокислоту (109), которое требует добавления кислоты, вызывающей лактамизацию аминокислоты (109), азид (108) сначала гидролизуют в промежуточный азид (108a). Промежуточный азид (108a) может восстанавливаться в нейтральных условиях, давая аминокислоту (109), практически устраняя, таким образом, проблему образования лактама.
Следует упомянуть также, что с помощью описанных здесь способов получаются несколько новых промежуточных продуктов. Некоторые из них, которые показаны на схемах 1, 1a и 2, включают рацемат или R- или S-энантиомеры: 4-метил-5-фенил-2- оксазолидинон, фенилметиловый эфир 4-метил-(2-метилпропил)-2- диоксо-5-фенил-3-оксазолидинбутановой кислоты, 4-метилпентаноилхлорид, 4-метил-3-(4-метил-1-оксопентил)-5-фенил-2- оксазолидинон, 4-(фенилметиловый) эфир 2-(2- метилпропил)бутандиовой кислоты, бензиловый эфир 3-(азидометил)-5- метилгексановой кислоты, бензиловый эфир 3-(гидроксиметил)-5- метилгексановой кислоты, бензиловый эфир 5-мeтил-3-[[[(4- мeтилфeнил)сульфонил] окси] метил] гексановой кислоты, 3- (азидометил)-5-метилгексановая кислота, 4-трет-бутиловый эфир 2- (2-метилпропил)-1,4-бутандиовой кислоты, трет-бутиловый эфир 3- (азидометил)-3-метилгексановой кислоты, трет-бутиловый эфир 3- (гидроксиметил)-5-метилгексановой кислоты, трет-бутиловый эфир 5- метил-3-[[[(4-мeтил(фенил) сульфонил] окси]метил] гексановой кислоты или трет-бутиловый эфир 4-метил-(2-метилпропил)-2-диоксо-5-фенил-3-оксазолидинбутановой кислоты.
Соединения, полученные вышеприведенными способами, можно использовать в лекарственных препаратах в качестве антидепрессантных, успокаивающих, антипсихотических, противоприпадочных, антидискинезийных или антисимптоматических средств при болезни Хантингтона или Паркинсона, если использовать эффективное количество соединения приведенной выше формулы I вместе с фармацевтически приемлемым носителем. То есть настоящее изобретение обеспечивает фармацевтическую композицию для подавления припадков, возникающих в результате эпилепсии, лечения церебральной ишемии, болезни Хантингтона, болезни Паркинсона и мышечной спастичности, а также возможно для создания антидепрессантного, успокаивающего и антипсихотического эффектов. Ожидается, что последние эффекты обусловлены функциональным сходством с другими известными соединениями, обладающими данными видами фармакологической активности. Лекарственные средства можно применять для лечения таких заболеваний у страдающих от них млекопитающих, включая человека, причем назначения таким млекопитающим эффективного количества соединений формул I и II в форме единичной дозы.
Фармацевтические соединения, полученные в соответствии с настоящим изобретением, можно приготавливать и назначать в разнообразных дозировочных формах. Например, эти фармацевтические композиции могут приготавливаться в инертных фармацевтически приемлемых носителях, твердых или жидких. Препараты твердых форм включают порошки, таблетки, диспергируемые гранулы, капсулы, облатки и суппозитории. По известным способам можно приготавливать другие препараты в твердой и жидкой форме. Количество активного соединения в единичной дозе препарата может изменяться или регулироваться от 1 до 300 мг/кг ежедневно, в расчете на средний вес пациента 70 кг, предпочтительная ежедневная доза составляет примерно 1-50 мг/кг. Дозировка, однако, может изменяться в зависимости от потребности больного, серьезности его состояния и применяемого соединения. Определение соответствующей дозы для каждой отдельно взятой ситуации находится в компетенции специалиста.
Примеры соединений, полученных в соответствии с настоящим изобретением, испытывались для демонстрации способности соединений активировать ин витро и для предотвращения припадков ин виво без побочного эффекта атаксии.
Активация GAD ин витро
Опыты проводили в 10 мл пробирках, закрытых резиновыми крышками, через которые вставляли центральные ячейки (каталог N 882320-000), в центральную ячейку помещали 200 мкл свежеприготовленного 8% раствора КОН. L-Глутаминовую кислоту в различной концентрации (0,5, 0,25, 0,166, 0,125, 0,10 мм), содержащую [14C] L-глутамат (10 мккю/ммоль)в 50 мМ калийфосфатном буфере (pH 7,2), встряхивали при 37oC в отдельных пробирках с очищенной декарбоксилазой L-глутаминовой кислоты (GAD) (18,75 мкг, удельная активность 10,85 мкмоль/мин. мг) при общем объеме 2,00 мл после встряхивания в течение 60 мин реакцию фермента подавляли добавлением 200 мкл и 6 М серной кислоты к содержимому каждой пробирки. Пробирки встряхивали дополнительно 60 мин при 37oC. Центральные ячейки удаляли и помещали в сцинтилляционные пробирки с 10 мл сцинтилляционной жидкости для определения радиоактивности. Те же опыты были повторены при различной концентрации активаторов (2,5, 1,0, 0,5, 0,25, 0,1, 0,05 мМ). Величины Vмакс определяли из графика 1 (циклов в мин относительно 1) (глутамат) при различных концентрациях активаторов. Данные выражены как отношение Vмакс в присутствии активаторов к Vмакс в отсутствие активаторов, умноженное на 100%.
Результаты опытов показаны в таблице 1. Испытания показали, что имеется значительная активация разными испытанными соединениями в разной степени. Испытаны также известные активаторы, вальпроат натрия и габапентин.
Чтобы показать способность новых соединений предотвращать припадки, были выполнены испытания ин виво. Моделью испытаний на животных распространенных припадков является электрошок порогового максимума, аналогичный описанному Piredda SG и др., Pharmacol and Exptl. Therap., 1985, 232(3), 741-45. Методика этого теста описана ниже.
Самцы мышей CF-1 (22-30 г) имели свободный доступ к пище и воде перед испытанием. Для скрининга группам из 5 мышей вводили соединение внутривенно в дозах 30, 100 и 300 мг/кг и тестировали через 0,5, 2,0 и 4,0 часа после введения дозы. Лекарства либо растворяли в 0,9% солевом (физиологическом) растворе или суспендировали в 0,2% метилцеллюлозе. Животных подвергали шоку через роговичные электроды (см. ниже) и наблюдали тонический приступ на разгибателях задних конечностей. Отсутствие распрямления задних конечностей считалось указанием на наличие антиконвульсантного эффекта.
Электрошоковый аппарат давал 60 Гц синусоидальную волну с постоянной амплитудой тока 14 мА (от максимума до максимума) в течение 0,2 сек. Сила тока 14 мА, используемая в этой методике, вызывала тонический приступ приблизительно у 95% необработанных мышей, но лишь слабо превышает порог тонического распрямления.
Суммарное число животных, защищенных от приступов (припадков) при испытании через 120 мин после введения каждого соединения, приведенного в левой колонке, дано в таблице 2 для разных уровней доз, указанных во второй колонке таблицы.
Вследствие интересных явлений, связанных с (R,S)-изобутил GABA (данное соединение обладает значительно более высокой эффективностью, не вызывая атаксию) испытание электрошоком порогового максимума проводили, изменяя время испытания от 1 до 8 часов, при дозе 10 мг/кг на мышах, вводимой внутривенно. Результаты таблицы 3 показывают, что максимальная защита наступает спустя 2 часа после тестирования.
При рассмотрении результатов, изложенных выше, была построена кривая отклика на дозу через 2 часа после тестирования, причем лекарство вводили внутривенно в количестве 10 мг/кг. Результаты этого испытания показаны в таблице 4, а вычисленная эффективная доза (ЭД50) равна 2,07 мг/кг.
Третье фармакологическое испытание выполняли, как описано в работе Krall R. L. и др., Epilepsia, 178, 19, 409. По этой методике лекарства испытывали на ослабление порогового клонического приступа у мышей вызываемого подкожным введением пентилентетразола (85 мг/кг), который является общепринятой моделью для приступов типа абсанс. Результаты третьего испытания для соединений, вводимых либо внутривенно, либо перорально, показаны в таблице 5. Испытания, проводимые для трех разных доз, показали эффективную защиту при дозах 30 и 100 мг/кг при отсутствии атаксии.
Указанное выше является значительной находкой, потому что соединение, имеющее наименьшую способность активировать GAD ин витро, показало на удивление приблизительно 10-кратное увеличение эффективности по сравнению с другими испытанными соединениями. Еще более неожиданным является отсутствие атаксического побочного эффекта в сочетании с данным увеличением эффективности.
Роговичный высокий интенсивности электрошок, состоящий из 50 мА, от основания до максимума синусоидального тока в течение 0,2 сек. Все другие данные получены из электрошока низкой интенсивности, 17 мА от основания до максимума синусоидального тока в течение 0,2 сек.
Как отмечено выше, (S)-(+)-энантиомер 4-амино-3-(2- метилпропил) бутановой кислоты (3-изобутил-GABA или IBG), структурно близкий известному антиконвульсанту габапентину, активно вытесняет тритиированный габапентин с новых сайтов высокого сродства во фракциях мембран мозга крыс. (S)-(+)- Энантиомер 3-изобутил-GABA также ответственен за фактически всю блокаду приступа от максимального электрошока у мышей и крыс. (R)- (-)-энантиомер 3-изобутил-GABA гораздо менее эффективен в блокаде приступов от максимального электрошока и в вытеснении тритиированного габапентина с новых связывающих сайтов высокого сродства. В таблице 6 ниже представлены данные по сравнению габапентина, рацемической 3-изобутил-GABA ((±)-IBG-), (S)-(+)- 3-изобутил-GABA ((S)-IBG), и (R)-(-)-3-изобутил-GABA ((R)-lBG) в этих анализах.
Противосудорожная активность (всех соединений) достигает пика через 2 часа после введения дозы и проходит в основном через 8 часов после введения дозы.
Данные, приведенные в таблице 6, получены следующим образом. Для антиконвульсантных (противосудорожных) испытаний самцов мышей штамма CF-1 (20-25 г) и самцов крыс Sprague-Dawley (75-115 г) получали из Чарлз Ривер Лабораториз и содержали со свободным доступом к пище и воде перед испытанием. Максимальный электрошок создавали с помощью роговичных электродов обычными методами (Krall, см. выше, 1975), за исключением того, что электрошок низкой интенсивности у мышей состоял из тока 17 мА, а не с обычным током 50 мА (от нуля до максимума). Мышам давали испытываемое вещество и проверяли на предотвращение приступа при действии электрического тока, подводимого через роговицу двумя металлическими электродами, покрытыми марлей, и насыщенной 0,9% хлоридом натрия. Электрошоковую стимуляцию создают прибором постоянного тока, который производит 60 Гц синусоидальный электрический ток в течение 0,2 сек. Для крыс максимальная электрошоковая стимуляция создается током 120 мА. Атаксию у мышей оценивают по методу переворачивающейся сетки, по которому мышей индивидуально помещают на 4,0-дюймовую квадратную проволочную сетку, которую впоследствии переворачивают (Coughenour, см. выше, 1978). Любая мышь, которая падала с проволочной сетки в течение 60 сек испытания, оценивалась как атаксичная. Величину ЕД50 определяли по методу пробит-анализа результатов с по меньшей мере 5 дозированными группами 10 мышей или 8 крыс каждая.
Все лекарства были свободно растворимы в водной среде. Для исследований ин виво готовили растворы лекарств в 0,9% хлориде натрия и вводили в объеме 1 мл/100 г массы тела. Внутривенное введение осуществляли инъекцией шарика в ретро-орбитальную полость мышей. Пероральное введение осуществляли через внутрижелудочный зонд.
Для изучения связывания приготавливали частично очищенные мембраны синаптической плазмы из неокортекса крыс с использованием градиентов плотности сахарозы. Кору головного мозга 10 крыс иссекали из остального мозга и гомогенизировали в 10 объемах (масса/объем) ледяной 0,32 М сахарозы в 5 мМ трис-ацетата (pH 7,4) с использованием стеклянного гомогенизатора, снабженного тефлоновым пестиком (10-15 ударов при 200 об/мин). Гомогенат центрифугировали при 100 g в течение 10 мин и надосадочный раствор собирали и держали на льду. Осадок (P1) повторно гомогенизировали в 20 мл трис-сахарозы, повторно центрифугировали при 21500 g в течение 20 мин. Осадок (P2) повторно суспендировали в 1,2 М трис-сахарозы и 15 мл данной смеси добавляли в пробирки для ультрацентрифугирования. На этот слой помещали слой 10 мл 0,9 М сахарозы с последующим конечным слоем 5 мМ трис-ацетата с pH 8,0. Пробирки центрифугировали при 100000 g в течение 90 мин. Синаптические мембраны плазмы, расположенные на границе раздела 0,9/1,2 М сахароз, собирали, повторно суспендировали в 50 мл 5 мМ трис-ацетата с pH 7,4 и центрифугировали при 48000 g. Конечный осадок повторно суспендировали в 50 мл трис-ацетата с pH 7,4, разделяли на отдельные количества (аликвоты) и замораживали до использования.
Анализируемую ткань (0,1-0,3 мг белка) инкубировали 20 мМ [3H]-габапентина в 10 мМ HEPES буфера (pH 7,4 при 20oC, без натрия) в присутствии переменных концентраций испытываемого соединения в течение 30 мин при комнатной температуре до фильтрования под вакуумом через фильтры GFB. Фильтры промывали 3х5 мл ледяным раствором 100 М NaCl и определяли dpm, связанный с фильтром, используя жидкостной сцинтилляционный счетчик. Неспецифическое связывание определяли по связыванию, наблюдаемому в присутствии 100 мМ габапентина.
В результате показанной выше активности соединений настоящего изобретения, и особенно 4-амино-3-(2-метилпропил)-бутановой кислоты (изобутил-GABA), ясно, что соединения, полученные в соответствии с настоящим изобретением, являются ценными фармакологическими средствами, особенно для лечения припадков у млекопитающих, включая человека.
Пример 1.
(S)-(+)-4-Амино-3-(2-метилпропил) бутановая кислота
Последовательность стадий см. на схеме 1
Стадия 1
К раствору 4-метилвалериановой кислоты (50,0 г, 0,43 моль) в 100 мл безводного хлороформа добавлялся тионилхлорид (60 мл, 0,82 моль). Реакционная смесь нагревалась с обратным холодильником в течение 2 часов, а затем охлаждалась до комнатной температуры. Избыток хлороформа и тионилхлорида удаляли с помощью перегонки. Остаточное масло подвергалось фракционной перегонке, давая 45,3 г (78%) ацилхлорида (2), т.пл. 143-144oC.
Ацилхлорид (2) также получался с помощью альтернативного способа, который устранял использование хлороформа, при использовании которого имеются трудности, связанные с устранением отходов и воздействием на оператора. Альтернативный способ также уменьшал до предела образование 4- метилвалерианового ангидрида.
К раствору тионилхлорида (98,3 кг, 828 моль) и N, N-диметилформамида (2 кг, 27 моль) добавляли 4-метилвалериановую кислоту (74 кг, 37 моль) при поддержании температуры 25-30oC. Добавляли гексан (30 л) и раствор выдерживали при 30-35oC в течение 1 часа 15 мин. Затем раствор нагревали до 70-75oC в течение 1 часа 10 мин и подвергали перегонке при атмосферном давлении до тех пор, пока раствор не достигал температуры 95oC. После охлаждения добавляли гексан (30 л) и раствор подвергали перегонке при атмосферном давлении до тех пор, пока достигалась температура 97oC. Перегонка остаточного масла давала 79 мг (92%) ацилхлорида (2), т.кип. 77oC, 60-65 мм рт.ст.
Стадия 2
К раствору (4R,5S)-(+)-4-метил-5-фенил-2-оксазолидинона (5,27 г, 29,74 ммоль) в 70 мл безводного тетрагидрофурана при -78oC в атмосфере аргона добавляли медленно 1,6 М раствор н- бутиллития (19 мл, 30,40 ммоль) в гексане. Смесь оставлялась перемешиваться при -78oC в течение 15 мин, затем добавлялся ацилхлорид (4,5 г, 33,43 ммоль) для гашения реакции. Реакционную смесь перемешивали при -78oC в течение 10 мин, затем при 0oC в течение 30 мин. Добавляли насыщенный раствор бикарбоната натрия (50 мл), и смесь перемешивали при 0oC в течение 30 мин. Органический слой собирали, а водный слой экстрагировали этилацетатом (3х). Органические экстракты объединяли и сушили безводным MgSO4. Смесь фильтровали и концентрировали, получая бесцветное масло. Масло хроматографировалось на силикагеле (элюент - 8% этилацетат в гексане), давая 7,56 г (82%) ацилоксазолидинона (3) в виде белого твердого вещества. Рассчитано для C16H21NO3: C 69,79, H 7,69, N 5,09
Найдено: C 69,56, H 7,63, N 5,06.
Ацилоксазолидинон (3) также получали с помощью альтернативного способа, который проводился при температуре от -5 до 0oC, а не при -78oC, применение которой вызывает трудности и дороговизну достижения в промышленном масштабе. Альтернативный способ также давал кристаллическое твердое вещество из реакционной смеси, а не масло, которое необходимо хроматографировать.
К раствору 4-метил-5-фенил-2-оксазолидинона (64 г, 0,36 моль) в безводном тетрагидрофуране (270 г) при -5oC добавлялся 15% раствор бутиллития в гексане (160 г, 0,37 моль) в интервале температур от -5 до 0oC. Ацилхлорид (2) (48,6 г, 0,36 моль) добавлялся при -10-0oC. Реакцию гасили раствором воды (90 мл) и бикарбоната натрия (4 г). Добавлялся этилацетат (200 г), и слои разделялись. Органический слой экстрагировался водой (2 х 50 мл), а водную фазу экстрагировали этилацетатом (100 мл). Органические экстракты объединялись и отгоняли приблизительно 150 мл растворителя. Продолжали перегонку и добавляли гептан (2 х 200 г) до тех пор, пока достигалась температура пара 95oC. Раствор охлаждали до 5oC. Продукт собирали фильтрованием, промывали холодным гептаном и сушили. Получали 79 г (80%) ацилоксазолидинона (3).
Стадия 3
К раствору диизопропиламина (4,8 мл, 34,25 ммоль) в 30 мл безводного тетрагидрофурана при 0oC в атмосфере аргона медленно добавляли 1,6 М раствор н-бутиллития (21 мл, 33,60 ммоль) в гексане. Раствор перемешивали при 0oC в течение 30 мин, затем охлаждали до -78oC. Добавляли раствор ацилоксазолидинона (3) (7,56 г, 27,46 ммоль) в 30 мл безводного тетрагидрофурана и бледно-желтый раствор перемешивали при -78oC в течение 30 мин. Добавляли бензил-бромацетат и образующийся раствор перемешивали при -25oC в течение 2 часов. Реакционную смесь гасили полунасыщенным раствором NH4Cl и экстрагировали этилацетатом (2х). Объединенные органические слои сушили безводным MgSO4, фильтровали и концентрировали, получая бесцветное масло. Масло хроматографировали на силикагеле (элюент - 8% этилацетат в гексане) и получали 6,16 г (53%) ацилоксазолидинона (4) в виде белого твердого вещества. Рассчитано для C25H29NO5: C 70,90, H 6,90, N 3,31. Найдено: C 70,47, H 6,87, N 3,45.
Ацилоксазолидинон (4) также получали альтернативным способом, который имеет преимущество в том, что реакция проводилась при более высокой температуре (от -35 до - 25oC, а не при -78oC), в результате чего избегали дорогого и трудного хроматографического разделения.
Ацилоксазолидинон (3) (85 кг, 308 моль) растворяли в безводном тетрагидрофуране (201 кг) и охлаждали до -30oC. Добавляли раствор диизопропиламида лития (340 моль вымеси метил-трет-бутиловый эфир-гексан при температуре от -35 до -25oC. При этой же температуре добавляли бензилбромацетат (85 кг, 371 моль). Добавляли воду (60 кг) и метил-трет-бутиловый эфир (93 кг) и смеси позволяли нагреваться до 18oC. Слои разделяли и органический слой экстрагировался раствором воды (40 л) и NaCl (7 кг). Слои разделялись и органический слой концентрировался с помощью перегонки до 200 л. Добавляли изопропиловый спирт (200 л) и раствор снова концентрировали до 200 л с помощью перегонки. Добавляли изопропиловый спирт (425 л) и воду (160 л) и смесь нагревали до 50oC. Раствор охлаждали до 18oC. Продукт собирали фильтрованием, промывали смесью изопропиловый спирт-вода и сушили при пониженном давлении, получая 58,7 кг (49%) выход ацилоксазолидинона (4) в виде твердого вещества.
Стадия 4
К предварительно охлажденному (0oC) раствору ацилоксазолидинона (4) (24,3 г, 57,38 ммоль) в 600 мл тетрагидрофурана добавляли раствор 30% перекиси водорода (23,7 мл) в 320 мл 0,2 М раствора гидроксида лития через капельную воронку в течение 20 мин. Реакционную смесь перемешивали при 0oC в течение 4 часов. Реакцию гасили медленным добавлением раствора метанбисульфита натрия (62,2 г, 0,33 моль) в 320 мл воды. Смесь перемешивали при 0oC в течение 20 мин. Избыток тетрагидрофурана удаляли на роторном испарителе. Водный остаток экстрагировали этилацетатом (3 х 350 мл). Объединенные органические экстракты сушили безводным MgSO4 и фильтровали. Масляный остаток после концентрирования хроматографировали на силикагеле (элюент - 40% этилацетат в гексане) и получали 13,34 г (88%) кислоты (5) в виде прозрачного масла. Элюирование колонки 50% этилацетатом в гексане дало оксазолидиноновый хиральный вспомогательный реагент. 1H ЯМР (300 МГц, CDCl3) кислоты (5): δ 9,80 (ш. с. , 1H), 7,36 (м, 5H), 5,14 (узкий АВкв, 2H, JAB = 11,4 Гц), 2,80 (м, 1H), 2,63 (АВХ, 2H, JAB=16,75 Гц, JAB = 9,13 Гц, JBX = 5,16 Гц, JAB = 73,20 Гц), 1,66 (м, 2H), 1,33 (м, 1H), 0,93 (д, 3H, J = 7,32 Гц), 0,91 (д, 3H, J = 6,45 Гц).
Согласно альтернативному способу после концентрирования реакционной смеси к масляному остатку мог добавляться гексан или гептан для осаждения оксазолидинонового хирального агента. Фильтрование дает затем оксазолидиноновый хиральный вспомогательный реагент с выходом 80%. Гексановый или гептановый фильтрат, содержащий кислоту (5), затем экстрагируется или водным раствором спирта, или теплой водой для удаления остатка вспомогательного хирального оксахолидинона. Данный способ позволяет избежать дорогого и трудного хроматографического отделения хирального вспомогательного реагента от кислоты (5).
Стадия 5
К раствору кислоты (5) (13,34 r, 50,47 ммоль) в 460 мл безводного тетрагидрофурана при 0oC в аргоне добавлялся медленно комплекс борана с диметилсульфидом (10 М, 11,2 мл, 112,0 ммоль). Реакционную смесь перемешивали при 0oC в течение 30 мин, затем при комнатной температуре в течение 4 часов. Реакционная смесь охлаждалась до 0oC и медленно добавлялось 250 мл метанола. Смесь перемешивали при 0oC в течение 30 мин и избыток растворителя удаляли в вакууме. Образующееся масло хроматографировали на силикагеле (элюент - 15% этилацетат в гексане) и получали 10,59 г (84%) спирта (6) в виде бесцветного масла. 1H ЯМР (300 МГц, CDCl3): δ 7,37 (м, 5H), 5,14 (с, 2H), 3,57 (АВХ, 2H, JAB= 10,99 Гц, JAX=4,34 Гц, JBX=6,85 Гц, JAB=51,71 Гц), 2,42 (АВХ, 2H, JAB= 15,26 Гц, JAX=7,60 Гц, JBX=5,56 Гц, JAB=18,81 Гц), 2,15 (м, 1H), 1,87 (ш.с., 1H), 1,63 (м, 1H), 0,93 (м, 2H), 0,88 (д, 3H, J= 6,15 Гц), 0,87 (д., 3Н, J= 6,45 Гц).
Стадия 6
К раствору спирта (6) (10,22 г, 40,82 ммоль) в 50 мл безводного пиридина при 0oC добавляли тозилхлорид (8,60 г, 45,11 ммоль). Реакционную смесь перемешивали при 0oC 15 мин, затем оставляли на ночь в холодильнике при 4oC. Реакционную смесь разбавляли 160 мл этилацетата и 100 мл воды. Смесь охлаждали до 0oC ледяной водой и добавляли медленно концентрированную HCl для нейтрализации избытка пиридина (до pH 2). Органический слой отделяли и водный слой экстрагировали этилацетатом (3 х 100 мл). Объединенные органические слои сушили безводным MgSO4 и фильтровали.
После концентрирования образующееся бледно-желтое масло хроматографировали на силикагеле (элюент - 10% этилацетат в гексане) и получали 14,44 г (87%) тозилата (7) в виде бесцветного масла. 1H ЯМР (300 МГц, CDCl3): δ 7,77(д, 2H, J = 8,27 Гц), 7,34 (м, 7H), 5,07 (с, 2H), 4,00 (АВХ, 2H, JAB= 9,77 Гц, JAX= 4,07 Гц, JBX=5,69 Гц, JAB=27,58 Гц), 2,44 (с, 1H), 2,44-2,20 (м, 3H), 1,46 (м, 1H), 1,28-1,02 (м, 2H), 0,81 (д, 6H, J = 6,58 Гц).
Тозилат (7) также получали из кислоты (5) альтернативным способом. Этот способ имеет преимущество над предыдущим способом, так как он сводит к минимуму количество -изобутил- -лактона, образующегося в качестве побочного продукта в показанной выше реакции.
Раствор кислоты (5) (22,3 кг, 84,4 моль) в метил-трет-бутиловом эфире (198 кг) охлаждали до -6oC. Добавляли комплекс боран-диметилсульфид (15,6 кг, 177 моль) при 5oC и ниже. Затем смесь подогревали до 20oC и перемешивали 2 часа. Смесь охлаждали до 0oC и добавляли метанол (24 л) при поддержании температуры 5oC или ниже. Затем добавляли воду (132 л) при 15oC или ниже. Фазы разделяли и водную фазу экстрагировали метил-трет-бутиловым эфиром (27 кг). Объединенные органические фазы экстрагировали водой (72 л). Раствор концентрировали с помощью перегонки до масла и добавляли этилацетат (23 кг). Раствор снова концентрировали до масла с помощью перегонки и получали спирт (6). Добавляли пиридин (53 кг). Раствор охлаждали до 1oC и добавляли п-толуолсульфонилхлорид (23 кг, 121 моль) при температуре от -5 до 5oC. Смесь перемешивали при 2oC в течение 8 часов, затем подогревали до 20oC. Добавляли воду (12 л) при поддержании 23oC или ниже. Смесь охлаждали до 1oC и добавляли водную соляную кислоту (52 кг концентрированной кислоты в 63 л воды). Затем добавляли метил-трет- бутиловый эфир (296 кг) и смесь подогревали до 18oC. Фазы разделяли и водную фазу экстрагировали метил-трет-бутиловым эфиром (74 кг). Органические фазы объединяли и экстрагировали водной соляной кислотой (0,6 кг концентрированной соляной кислоты в 20 л воды), водным бикарбонатом натрия (2,7 кг бикарбоната натрия в 50 л воды) и водой (30 л). Органический слой концентрировали до масла с помощью перегонки. Добавляли метил-трет-бутиловый эфир (19 кг) и смесь снова концентрировали до масла. Получающийся продукт растворяли в метил-трет-бутиловом эфире (37,9 кг) и хранили в виде раствора. Вес тозилата (7), содержащегося в метил-трет-бутиловом эфире, составлял 30,1 кг (88% выход).
Стадия 7
Смесь тозилата (7) (14,44 г, 35,70 ммоль) и азида натрия (5,50 г, 84,59 ммоль) в 180 мл безводного диметилсульфоксида нагревали при 65oC в течение ночи. Реакционную смесь охлаждали до комнатной температуры и добавляли 900 мл воды. Смесь экстрагировали (4 х) общим объемом гексана 2 л. Объединенные органические экстракты сушили безводным MgSO4 и фильтровали. Фильтрат концентрировали и образовавшееся масло хроматографировали на силикагеле (элюент - 8% этилацетат в гексане) и получали 8,55 г (87%) азида (6) в виде бесцветного масла. 1H ЯМР (300 МГц, CDCl3): δ 7,37 (м, 5H), 5,14 (с, 2H), 3,33 (АВХ, 2H, JAB= 12,27 Гц, JAX=4,95 Гц, JBX=6,10 Гц, JAB=22,87 Гц), 2,39 (м, 2H), 2,19 (м, 1H), 1,62 (м, 1H), 1,20 (м, 2H), 0,88 (д, 6H, J = 6,44 Гц).
Стадия 8
К раствору азида (8) (8,55 г, 31,05 ммоль) в 500 мл тетрагидрофурана добавляли 1 норм. водный раствор соляной кислоты и 1 г катализатора, 10% палладия на угле. Смесь встряхивали в течение ночи при комнатной температуре в аппарате Парра. Катализатор удаляли фильтрованием через слой целита. Фильтрат концентрировали и добавляли 50 мл 1 норм. водного раствора соляной кислоты. Водный раствор промывали эфиром (3 х 50 мл). Водный слой собирали и хроматографировали на колонке Дауэкс 50 Wx8 (H+-форма) с элюированием 0,5 норм. раствором гидроксида аммония. Фракции, содержащие аминокислоту (нингидринположительные), собирали и лиофилизировали, получая 3,2 г (65%) аминокислоты (9) в виде белого твердого вещества, т.пл. 175- 176oC, [α]2D3 = 10,520 (1,06, H2O).
Пример 2
(S)-(+)-4-Амино-3-(2-метилпропил) бутановая кислота
Соединение получали способом, описанным в примере 1, за исключением того, что аминокислоту (9) получали из азида (8) двухстадийным синтезом через стадию промежуточного азида (8a), который затем восстанавливали (одностадийный способ восстановления, определенный как стадия (8), описан выше). Процесс синтеза по примеру 2 показа на Схеме 1a.
Стадия 1. Получение промежуточного азида (8a)
Азид (8) (10,7 г, 0,040 моль) в этаноле (100 мл) и воле (20 мл) обрабатывали 50% водным раствором гидроксида натрия (9,8 г). Смесь перемешивали при 30oC в течение 45 мин. Этанол удаляли при пониженном давлении до тех пор, пока не оставалось 30 г жидкости, добавляли воду (100 мл) и смесь экстрагировали метил-трет- бутиловым эфиром (4 х 100 мл). Метил-трет-бутиловые экстракты экстрагировали 1 М гидроксидом натрия, водные фазы объединяли и подкисляли до pH 1,6 концентрированной соляной кислотой. Водную смесь затем экстрагировали метил-трет-бутиловым эфиром (2 х 100 мл), органические экстракты объединяли и концентрировали при пониженном давлении. Образующееся масло растворяли в гептане (50 мл) и экстрагировали насыщенным водным раствором бикарбоната натрия (2 х 40 мл). Водные экстракты экстрагировали гептаном (50 мл), гептановые экстракты объединяли и подкисляли до pH 1,6 концентрированной соляной кислотой. Водную смесь экстрагировали гептаном (2 х 50 мл). Гептановые экстракты экстрагировали водой (40 мл), объединяли и концентрировали при пониженном давлении, получая 5,4 г (75%) промежуточного азида (8а) в виде масла. 1H ЯМР (200 МГц, CDCl3): δ 10,8 (ш.с., 1H), 3,36 (м, 2H), 2,38 (м, 2H), 2,18 (м, 1H), 1,64 (м, 1H), 1,25 (м, 2H), 0,91 (д, 6H, J= 6,56 Гц).
Стадия 2. Синтез аминокислоты (9) из промежуточного азида (8a).
Промежуточный азид (8a) (12,7 г, 68,6 моль) растворяли в метил-трет-бутиловом эфире (80 кг). Смесь подвергали каталитическому гидрированию в присутствии 5% палладия на угле (2,0 кг 50% водной влаги) при 49-55 фунт/кв. дюйм (3,4-3,9 ати) водорода до тех пор, пока не потреблялся промежуточный азид (8a). Смесь фильтровали и твердый материал промывали метил-трет- бутиловым эфиром (30 кг). Твердый материал растворяли в растворе горячего изопропанола (75 мг) и воды (60 кг) и раствор фильтровали. Раствор изопропанол-вода охлаждали до -3oC, продукт отфильтровывали и промывали холодным изопропанолом (16 кг). Твердый материал сушили при пониженном давлении, получая 6,4 кг (59%) аминокислоты (9).
Данное восстановление может проводиться во многих растворителях. Успешное восстановление осуществлялось в гептане, изопропаноле, метил-трет-бутиловом эфире, в смесях этанол-вода, изопропанол-вода, метанол-вода и тетрагидрофуран- вода.
Пример 3
(S)-(+)-4-Амино-3-(2-метилпропил)бутановая кислота
Последовательность стадий см. на схеме 2. Все реакции проводят в атмосфере азота.
Стадия 1
К раствору 4-метилвалериановой кислоты (50,0 г, 0,43 моль) в 100 мл безводного хлороформа добавляли тионилхлорид (60 мл, 0,82 моль). Реакционная смесь нагревалась с обратным холодильником в течение 2 часов и охлаждалась до комнатной температуры. Избыток хлороформа и тионилхлорида удаляли перегонкой. Остаточное масло подвергали фракционной перегонке, получая 45,3 г (78%) ацилхлорида (102), т.кип. 143-144oC.
Ацилхлорид (102) также получали другим способом, позволяющим избежать использования хлороформа, с которым связаны трудности, такие как удаление отходов и воздействие на оператора. Данный альтернативный способ также сводит к минимуму образование 4-метилвалерианового ангидрида.
К раствору тионилхорида (98,5 кг, 828 моль) и N,N - диметилформамида (2 кг, 27 моль) добавляли 4- метилвалериановую кислоту (74 кг, 637 моль) при 25-30oC. Добавляли гексан (30 л) и раствор выдерживали при 30-35oC в течение 1 часа 15 мин, затем нагревали до 70-75oC в течение 1 часа 10 мин. Раствор подвергали перегонке при атмосферном давлении до тех пор, пока раствор не достигал температуры 95oC. После охлаждения добавляли гексан (30 л) и раствор подвергали перегонке при атмосферном давлении до тех пор, пока раствор не достигал температуры 97oC. Перегонка остаточного масла давала 79 кг (92%) ацилхлорида (102), т.кип. -77oC (60-65 мм рт.ст.).
Стадия 2
К раствору (4R, 5S)-(+)-4-метил-5/фенил-2-оксазолидинона (5,27 г, 29,74 ммоль) в 70 мл безводного тетрагидрофурана при -78oC в атмосфере аргона медленно добавляли 1,6 М раствор н-бутиллития (19 мл, 30,40 ммоль) в гексане. Смесь перемешивали при -78oC в течение 15 мин, затем добавляли ацилхлорид (4,5 г, 33,43 ммоль) для гашения реакции. Реакционную смесь перемешивали при -78oC в течение 10 мин, затем при 0oC в течение 30 мин. Добавляли насыщенный раствор бикарбоната натрия (50 мл) и смесь перемешивали при 0oC в течение 30 мин. Органический слой отделяли, а водный слой экстрагировали этилацетатом (3 х). Органические экстракты объединяли и сушили безводным MgSO4. Раствор фильтровали и концентрировали. Образовавшееся бесцветное масло хроматографировали на силикагеле (элюент - 8% этилацетат в гексане) и получали 7,56 г (82%) ацилоксазолидинона (103) в виде твердого вещества. Рассчитано для C16H21NO3: C 69,79, H 7,69, N 5,09. Найдено: C 69,56, H 7,63, N 5,06.
Ацилоксазолидинон (103) также получали другим способом, выполняемым при температуре от -5 до 0oC, а не при -78oC, которой трудно и дорого достигать в промышленном масштабе. Альтернативный способ также давал из реакционной смеси кристаллический твердый продукт, а не масло, требующее хроматографирования.
К раствору 4-метил-5-фенил-2-оксазолидинона (64 г, 0,36 моль) в безводном тетрагидрофуране (270 г) при -5oC добавляли 15% раствор н-бутиллития в гексане (160 г, 0,37 моль) при температуре от -5 до 0oC. При -10-0oC добавляли ацилхлорид (102) (48,6 г, 0,36 моль). Реакцию гасили раствором воды (50 мл) и бикарбоната натрия (4 г). Добавляли этилацетат (200 г) и разделяли слои. Органический слой экстрагировали водой (2 х 50 мл) и водные фазы экстразировали этилацетатом (100 г). Органические экстракты объединяли и удаляли перегонкой приблизительно 150 мл растворителя. Продолжали атмосферную перегонку и добавляли гептан (2 х 200 г) до тех пор, пока температура пара не достигла 95oC. Раствор охлаждали до 5oC. Продукт собирали фильтрованием, промывали холодным гептаном, сушили и получали 79 г (80%) ацилоксазолидинона (103).
Стадия 3
К раствору диизопропиламина (7,6 г, 0,075 моль) в безводном тетрагидрофуране (10 мл) при 0oC в атмосфере азота добавляли 1,6 М раствор н- бутиллития в гексане (47 мл, 0,075 моль) при температуре от -5 до 0oC. Получающийся раствор добавляли к раствору ацилоксазолидинона (103) (18,6 г, 0,068 моль) в тетрагидрофуране (160 мл) при температуре -55 - -45oC. Раствор перемешивали при данной температуре в течение 30 мин. Затем раствор добавляли к раствору трет-бутилбромацетата (14,6 г, 0,075 моль) в тетрагидрофуране при -55 oC -45oC. Раствор охлаждали до -65oC и давали ему подогреваться до 10oC в течение 2 часов. Реакционную смесь гасили добавлением насыщенного водного раствора хлорида аммония и экстрагировали этилацетатом. Органический слой сушили (MgSO4), фильтровали и растворитель удаляли при пониженном давлении. Остаток перекристаллизовывали из гептана, отфильтровывали, сушили при пониженном давлении, получая 18 г (68%) ацилоксазолидинона (104). 1H ЯМР (200 МГц, CDCl3): δ 7,4-7,2 (м, 5H), 5,65 (д, 1Н, J = 7,09 Гц), 4,74 (м, 1H), 4,26 (м, 1H), 2,69 (м, 1H), 2,44 (м, 1E), 1,65- 1,45 (м, 2H), 1,39 (с, 9H), 0,93 (м, 6H), 0,89 (д, 3H, J = 7,87 Гц).
Альтернативно, порядок добавления реагентов может быть изменен. Трет-бутилбромацетат можно добавлять к раствору, содержащему диизопропиламин, н-бутиллитий и ацилоксазолидинон (103). Выделение конечного продукта можно осуществлять перегонкой и заменой растворителей (гексана и тетрагидрофурана) изопропиловым спиртом. Ацилоксазолидинон кристаллизуются из раствора в изопропиловом спирте. Следующая методика иллюстрирует данный альтернативный способ.
К раствору диизопропиламина (23,1 г, 0,229 моль) в безводном тетрагидрофуране (30 мл) при 0oC в атмосфере азота добавляли 2,5 М раствор н-бутиллития в гексане (92 мл, 0,229 моль) при температуре от -5 до 0oC. Образующийся раствор добавляли к раствору ацилоксазолидинона (103) (60,0 г, 0,218 моль) в тетрагидрофуране (400 мл) при температуре от -45 до -40oC. Раствор перемешивали при данной температуре в течение 30 мин. К образовавшемуся раствору добавляли трет-бутилбромацетат (44,6 г, 0,229 моль) при температуре от -45 до -40oC и раствору давали подогреваться до 10oC в течение 2-3 часов. Реакционную смесь гасили добавлением насыщенного водного раствора хлорида аммония и разделяли слои, растворитель удаляли при пониженном давлении и заменяли изопропиловым спиртом. Продукт кристаллизовали из изопропилового спирта, отфильтровывали, сушили при пониженном давлении и получали 53,8 г (63%) ацилоксазолидинона (104).
Стадия 4
К предварительно охлажденному (5oC) раствору ацилоксазолидинона (104) (60,0 г, 0,15 моль) в тетрагидрофуране (266 г) добавляли раствор 30% перекиси водорода (71 г), моногидрата гидроксида лития (9,4 г, 0,22 моль) и воды (120 мл) на протяжении 35 мин, так чтобы поддерживалась температура 5oC. Смесь перемешивали при 3-5oC в течение 2,5 часов. Реакцию гасили добавлением раствора сульфита натрия (50 г), бисульфита натрия (27 г) и воды (310 мл) при 29oC или ниже. Добавляли гептан (100 мл) и метил-трет- бутиловый эфир (100 мл) и разделяли слои. Водный слой экстрагировали метил-трет-бутиловым эфиром (100 мл) и органические слои объединяли. Растворитель заменяли гептаном перегонкой и гептановый раствор (400 мл) охлаждали до 5oC. Получающееся твердое вещество отфильтровывали и фильтрат экстрагировали теплой водой (2 х 150 мл, 1 х 200 мл, 1 х 300 мл). Раствор концентрировали выпариванием, получая 34,5 г (97%) кислоты (105) в виде масла. 1H ЯМР (200 МГц, CDCl3): δ 11,5 (ш. с., 1H), 2,85 (м, 1H), 2,67- 2,29 (м, 2H), 1,60 (м, 1H), 1,44 (с, 9H), 1,32 (м, 2H), 0,92 (м, 6H).
Стадия 5
Кислоту (105) (72,4 г, 0,314 моль) растворяли в тетрагидрофуране (360 мл) и охлаждали до 0oC. Добавляли 2,0 М раствор комплекса борандиметилсульфоксид в тетрагидрофуране (178 мл, 0,356 моль) при 0oC. Раствор нагревали до 48oC, затем охлаждали до 25oC. Через 24 час 45 мин реакцию гасили добавлением метанола (300 мл) и растворитель удаляли при пониженном давлении. Дополнительно добавляли метанол (300 мл) и растворитель удаляли при пониженном давлении, получая 66 г (97%) спирта (106) в виде масла. 1H ЯМР (500 МГц, CDCl3: δ 3,62 (м, 1H), 3,45 (м, 1H), 2,44 (ш.с. 1H), 2,36-2,21 (м, 2H), 2,05 (м, 1H), 1,64 (м, 1H), 1,45 (с, 9H), 1,24-1,04 (м, 2H), 0,91 (м, 6H).
Стадия 6
Спирт (107) (51,9 г, 0,24 моль) растворяли в пиридине (130 мл) и охлаждали до 5oC. Добавляли п-толуолсульфонилхлорид (57,2 г, 0,30 моль) и смесь перемешивали при 22oC в течение 21 часа. Реакцию разлагали добавлением воды (95 мл) и 18% водной соляной кислоты (300 мл) при температуре менее 300oC. Добавляли метил-трет-бутиловый эфир (350 мл) и разделяли слои. Водный слой экстрагировали метил-трет-бутиловым эфиром (350 мл). Органические слои объединяли, промывали 1% водной соляной кислотой (2 х 100 мл), насыщенным водным раствором бикарбоната натрия (1 х 150 мл), и водой (1 х 100 мл). Органический раствор обрабатывался обесцвечивающим углем, фильтровался и упаривался, давая 77 г (86%) тозилата (107) в виде масла. 1H ЯМР (200 МГц, CDCl3): δ 7,78 (д, 2Н, J = 8,25 Гц), 7,34 (д, 2H, J = 8,25 Гц), 3,96 (м, 2H), 2,45 (с, 3H), 2,32- 2,12 (м, 3H), 1,6-1,4 (м, 1H), 1,40 (с, 9H), 1,2-1,1 (м, 2H), 0,83 (м, 6H).
Стадия 7
Тозилат (107) (65 г, 0,175 моль) растворяли в диметилсульфоксиде (40 мл). Полученный раствор с дополнительными 10 мл диметилсульфоксида добавляли к раствору азида натрия (11 г, 0,26 моль) в диметилсульфоксиде (450 г) при 63oC. Смесь перемешивали при 65oC 6 часов. К реакционной смеси добавляли воду (140 мл) и гептан (250 мл) и разделяли слои. Водный слой экстрагировали гептаном (250 мл) и органические слои объединяли. Растворитель удалялся при пониженном давлении, давая 42 г (95%) азида (108) в виде масла. 1H ЯМР (200 МГц, CDCl3): δ 3,32 (м, 2H), 2,22 (м, 2H), 2,15 (м, 1H), 1,63 (м, 1H), 1,46 (с, 9H), 1,19 (м, 2H), 0,89 (м, 6H).
Стадия 8
Азид (108) (36,3 г, 0,15 моль) помещали в 88% водную муравьиную кислоту (365 мл). Смесь перемешивали при 30oC в течение 4,5 часов. К смеси добавляли обесцвечивающий уголь, фильтровали и концентрировали при пониженном давлении, получая масло. Добавляли гептан (250 мл) и смесь перегоняли в вакууме, получая масло. Добавляли воду (125 мл) и гептан (250 мл) и интенсивно перемешивали. Слои разделяли и водный слой промывали гептаном (250 мл). Гептановые слои объединяли и концентрировали при пониженном давлении, получая 24,6 г (88%) промежуточного азида (108a) в виде масла.
Альтернативно, вместо водной муравьиной кислоты для гидролиза можно использовать водную соляную кислоту.
Стадия 9
Промежуточный азид (108a) (12,7 г, 68,6 моль) растворяли в метил-трет-бутиловом эфире (80 кг). Смесь подвергалась каталитическому гидрированию в присутствии 5% палладия на угле (2,0 кг 50% водной влаги) при 49-55 фунт/кв. дюйм (3,44-3,86 ати) водорода, до тех пор, пока не потребовался промежуточный азид (108a). Смесь фильтровали и твердое вещество промывали метил-трет-бутиловым эфиром (30 кг), растворяли в растворе горячего изопропанола (75 кг) и воды (60 кг) и раствор фильтровали. Водно-изопропанольный раствор охлаждали до -3oC, продукт отфильтровывали, промывали холодным изопропанолом (16 кг), сушили при пониженном давлении, получая 6,4 кг (59%) аминокислоты (109). Данное составление можно проводить во многих растворителях. Успешное восстановление проводили в гептане, изопропаноле, метил-трет-бутиловом эфире или в смесях этанол-вода, изопропанол-вода, метанол-вода и тетрагидрофуран-вода.
Изобретение изложено в пояснительной манере и следует понимать, что используемая терминология подразумевает природу слов описания, а не ограничение.
В свете изложенного очевидно, что возможны многие модификации и варианты изобретения. Таким образом следует понимать, что изобретение не ограничивается рамками прилагаемой формулы изобретения и может осуществляться на практике иным образом, чем конкретно описано.
Формула изобретения: 1. Производные γ-аминомасляной кислоты общей формулы I

в которой R1 представляет прямую или разветвленную алкильную группу, имеющую 2 - 6 атомов углерода;
R2 и R3 каждый - водород,
их индивидуальные анантиомеры и фармацевтически приемлемые соли.
2. Соединение по п.1, в котором алкильная группа имеет 4 атома углерода.
3. Соединение по п. 2, которое представляет 4-амино-3-(2-метилпропил)бутановую кислоту.
4. Соединение по п.2, которое представляет S-(+)-4-амино-3-(2-метилпропил)бутановую кислоту.
5. Способ лечения пациентов с расстройствами, связанными с припадками и судорогами, который включает назначение для приема или введение указанным пациентам соединений формулы II

в которой R11 представляет прямую или разветвленную алкильную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода;
R12 и R13 каждый - водород,
или их индивидуальных энантиомеров или фармацевтически приемлемых солей.
6. Способ по п.5, в котором алкильная группа имеет 4 атома углерода.
7. Способ по п.6, в котором соединением является 4-амино-3-(2-метилпропил)бутановая кислота.
8. Способ по п.6, в котором соединением является S-(+)-4-амино-3-(2-метилпропил)бутановая кислота.
9. Способ по п.5, в котором расстройство, связанное с припадками, является результатом эпилепсии, ацеребрального ишемического состояния, болезни Паркинсона, болезни Хантингтона или спастического состояния.
10. Способ по п.9, в котором расстройство, связанное с припадками, является результатом эпилепсии.
11. Способ по п.9, в котором расстройство, связанное с припадками, является результатом спастического состояния.
12. Фармацевтическая композиция, обладающая противосудорожной и противоприпадочной активностью, содержащая активное соединение и фармацевтически приемлемый носитель, отличающаяся тем, что в качестве активного соединения она содержит соединение по п.1 в эффективном количестве.
13. Композиция по п.12, отличающаяся тем, что соединением является 4-амино-3-(2-метилпропил)бутановая кислота.
14. Композиция по п.12, отличающаяся тем, что соединением является S-(+)-4-амино-3-(2-метилпропил)бутановая кислота.
15. Способ получения хирального соединения по п.1, отличающийся тем, что кислоту формулы HOC (=O)CH(R1)(R2) превращают в хлорангидрид соответствующей кислоты ClC(= O)CH(R1)(R2), который добавляют к раствору (4R, 5S)-(+)-4-метил-5-фенил-2-оксазолидинона и н-бутиллития при -78oC в атмосфере аргона с получением производного оксазолидинона формулы

указанное производное обрабатывают бензил-альфа-бромацетатом с получением эфира формулы

который обрабатывают перекисью водорода и окисью лития с последующей обработкой мета бисульфитом натрия с получением соединения формулы

последнее обрабатывают борандиметилсульфидным комплексом с получением спирта формулы A

который превращают в соответствующий тозилат (формула A, в которой P - Tso), который затем превращают в азид (Формула A, в которой P - N3) и азид восстанавливают в амин формулы

причем в приведенных формулах R1 и R2 имеют значения, определенные в п. 1, Ph - фенил, Me - метил, и Bn - бензил.