Карбамати, похідні від арилалкіламінів

Даний винахід стосується нових сполук типу хінуцидил N-феніл-N-алкілкарбамату, що діють як препарати, що нейтралізують активність мускаринового рецептора (рецептора мускаринізму), способу приготування таких сполук та способу їх використання для профілактики і лікування захворювань, що належать до дихальних шляхів, травного тракту, сечової системи. Відомо, що сполуки, які справляють нейтралізуючу дію на мускариновий рецептор (рецептор мускаринізму), викликають бронхолітичний стан, пригнічення моторики шлунково-кишкового тракту, зниження шлункової секреції (зниження інтенсивності виділення шлункового соку), ксеростомію (сухість у роті), мідріаз (розширення зіниці), тахікардію, а також пригнічення стисливості (функції скорочення) сечового міхура. За період з 1983 по 1993 рік безперервно робилися спроби розширити діапазон і вдосконалити фармакологічні властивості засобів, що впливають на мускариновий рецептор (рецептор мускаринізму), Протягом цього періоду були клоновані з одержанням експресією загалом п'ять людських генів, що кодують підтипи мускаринового рецептора (рецептора мускаринізму) (М1, М2, М3, М4, M5), які кодували п'ять функціональних рецепторів (М1 , М2, М3, М4, М5). Хоча рецептор М5 ще не цілком охарактеризований, він вже сприймається як функціональний рецептор, відповідно до норм NC-IUPHAR (М. P. Caulfield et all; Pharmacol. Rev. 1998,50,279-290). Рецептор М1 є постсинаптичним нейронним рецептором, що локалізується, в основному, у мозку і периферійних парасимпатичних залозах. У гладкому серцевому м'язі знаходиться основна популяція рецепторів М2. Рецептор М3, переважно, локалізується в залозистих екзокринних тканинах, наприклад, у слинних залозах. Рецептор М4, в основному, є присутнім, переважно, у корі головного мозку, у смугастому тілі і деяких периферійних зонах у спеціальних видів. У гладкому м'язі кишечнику, сечовому міхурі і бронхах співіснують рецептори М2 і М3. Проте функціональна інформація, одержувана традиційним шляхом, вказує на те, що рецептор М3 відповідальний за скорочувальну дію ендогенних нейротрансмітерів в останніх трьох видах тканин. Таким чином, значний інтерес викликає вирішення технічної задачі, що полягає в одержанні препаратів, вибірково нейтралізуючих дію рецептора М3, щоб уникнути несприятливого його впливу внаслідок екранування інших мускаринових рецепторів. У даний час оксибутинін (Nippon Shinyaky) і толтеродин (Pharmacia), нарівні з іншими речовинами, є в наявності на комерційному ринку, причому обидва виявляють понижену вибірну чутливість до рецепторів М2, М3 . Однак дерифенацин (Pfiser) і YM-905 (Yamanouchi), обидва в стадії розвитку, виявляють нейтралізуючу дію щодо рецептора М3 без будь-якого значного афінітету стосовно рецептора М2. Існує декілька патентних заявок, розкриваючих сполуки з карбамідними структурами, що виявляють властивості, які вибірково нейтралізують рецептор М3: JP04/95071-А, WO95/06635-А, ЕР747355-А, ЕР801067А. Усі перелічені документи описують карбамати, відмінні від тих, які розкриті у даному винаході, і тільки один з них описує сполуку, яка є найбільш близькою за структурою до сполуки за даним винаходом. З викладеного вище зрозуміло, чому такий великий інтерес викликають нові терапевтичні засоби, що виявляють властивості, вибірково нейтралізуючі рецептор М3. Суть даного винаходу полягає у створенні нових карбаматів з основною формулою (1) (l) і стереоізомерів, сумішей стереоізомерів, їхніх фармацевтично прийнятних солей і фармацевтично прийнятних сольватів, у яких R1, R2, R3 є радикалами, незалежно один від одного обраними з групи, що складається з Н, ОН, SH, CN, F, СІ, Вr, І, карбамоїламіну, (С1-С4)-алкілтіо, (С1-С4)-алкоксилу, (С1-С4)алкоксилу, заміщеного одним або кількома F, (C1-C4)-алкілу і (С1-С4)-алкілу, заміщеного одним або кількома F або ОН; як альтернатива, або R1 і R2, або R2 і R3 можуть формувати бірадикал, обраний з групи, що складається з -СН2-СН2-СН2- і -СН2-СН2-СН2-СН2-. У сполуках за формулою (1) R4 є радикалом, обраним з групи, що складається з циклопропілу, циклобутилу, циклопентилу, циклогексилу, циклогексенілу, норборненілу, бщикло[2.2.1]гептанілу, 2-, 3-тієнілу, 2-, 3-фурилу. 2-, 3-, 4-піридилу, 1-, 2-нафтилу, 1-, 2-бензодіоксоланілу, 1-, 2-бензодіоксанілу, фенілу і фенілу, заміщеного одним або кількома замісниками, обраними з групи, що складається з ОН, SH, CN, F, СІ, Вr, І, карбамоїламіну, гідроксикарбонілу, (С1-С4)-алкоксикарбонілу, (С1-С4)-алкілтіо, (С1-С4)-алкілу, (С1-С4)алкоксилу, (С1-С4)-алкілу, заміщеного одним або кількома F чи ОН, і (С1-С4)-алкоксилу, заміщеного одним або кількома F. В одному з прикладів здійснення як R4 використаний феніл або феніл, заміщений одним чи кількома замісниками, обраними з групи, що складається з ОН, SH, CN, F, СІ, Вr, І, карбамоїламіну, гідроксикарбонілу, (С1-С4)-алкоксикарбонілу, (С1-С4)-алкілтіо, (С1-С4)-алкілу, (С1-С4)-алкоксилу, (С1-С4)-алкілу, заміщеного одним або кількома F чи ОН і (С1-С4)-алкоксилу, заміщеного одним або кількома F. Ще в одному з прикладів здійснення R4 є радикалом, обраним з групи, що складається з циклопропілу, циклобутилу, циклопентилу, циклогексилу, циклогексенілу, норборненілу, біцикло[2.2.1]гептанілу, 2-, 3-тієнілу, 2-, 3-фурилу, 2-, 3-, 4піридилу, 1-, 2-нафтилу, 1-, 2-бензодіоксоланілу і 1-, 2-бензодіоксанілу. Атом азоту хінуклідинового кільця може бути в окисненому стані (N-окисел) чи у вигляді фармацевтично прийнятної четвертинної алкіламонієвої солі, у якій алкіловий ланцюг, від 1 до 4 атомів вуглецю, може бути лінійним або розгалуженим. Найбільш прийнятними є сполуки за формулою (1), у яких вуглець 3 хуніклідинового кільця є (R), що мають формулу: У тих випадках, коли сполуки за формулою (1) мають асиметричний вуглець, їхні рацемічні суміші можуть бути розчинені у їхніх дзеркальних ізомерах (енантиомерах) із застосуванням традиційних способів, наприклад, методом хроматографічного поділу з хіральною стаціонарною фазою або шляхом фракціонованої кристалізації їхніх діастерезомеричних солей. Останні можуть бути приготовлені в результаті реакції з енантиоморфно-чистими кислотами. Хіральні сполуки за формулою (1) можуть бути також отримані в результаті енаитиоселективного синтезу за допомогою хіральних попередників. Даний винахід стосується також фізіологічно прийнятних солей карбаматів за основною структурною формулою (1), зокрема солей добавок (адитивних солей) з мінеральними кислотами, наприклад, хлористоводневою, бромноватоводневою, азотною, сірчаною, фосфорною кислотами, а також з органічними кислотами, наприклад, щавлевого, бурштиновою, фумаровою, винною, малеїновою кислотою. Даний винахід стосується також N-окислів карбаматів за основною структурною формулою (1) і четвертинних (С1-С4)-алкіламонієвих солей таких карбаматів з фармацевтично прийнятними аніонами. Сполуки за основною структурною формулою (1) можуть бути приготовлені двома основними способами (а саме А і В), поданими на схемі. Вихідні арилалкіламіни (II) відомі на комерційному ринку або можуть бути отримані відомими способами, наприклад, алкілуванням анілінів, відновним амінуванням чи відновленням анілідів. У відповідності зі способом А, ацилювання арилалкіламіну (II) за допомогою хлороформату (наприклад, метилхлороформату. етилхлороформату чи 4-нітрофенілхлороформату) в інертному розчиннику (наприклад, у диметилформаміді, СН2СІ2, 1,2-дихлоретані, тетрагідрофурані або толуолі) здійснюється спочатку при температурі від 0°С до температури флегми розчинника. У деяких випадках доцільно проводити реакцію, використовуючи відповідний хлороформат як розчинник або використовуючи основу як третинний амін чи карбонат калію. Потім алкоксилова складова вводиться в результаті реакції трансетерифікації між проміжною ланкою (проміжним продуктом) карбамату (III) і 3-хінуклідолом, використовуючи основу, наприклад, натрієвий метал, гідрид натрію чи метоксид натрію. Реакція може проводитися при температурі, від 20°С до температури флегми використаного розчинника. У відповідності зі способом В, 3-хінуклідол спочатку вступає в реакцію з хлороформатом (наприклад, трихлорометилхлороформатом) в інертному розчиннику (наприклад, диметилформаміді, СН2СІ2,1,2дихлоретані) при температурі флегми розчинника для одержання відповідного хлоргідрату хлороформату хінуклідолу. Потім арилалкіламін (II) алкілують хлороформатом хінуклідолу. Реакцію здійснюють в інертному розчиннику (наприклад, у диметилформаміді, СН2СІ2, СНСІ3,1,2-дихлоретані) при температурі від 20°С до температури флегми розчинника. Як показують додані, до матеріалів заявки об'єднані дослідження людського мускаринового рецептора, сполуками за даним винаходом є речовини, що нейтралізують дію рецептора М3 вибірково, у порівнянні з відношенням до рецептора М2. З цією метою вони можуть бути використані для лікування нетримання сечі (зокрема викликаного нестійким станом сечового міхура), синдрому легко збудливого кишечнику, а також респіраторних захворювань (зокрема хронічного обструктивного (закупорювального) легеневого захворювання, хронічних бронхітів, астми, емфіземи і ринітів), а також при офтальмологічних втр учаннях для лікування ураження ока. Таким чином, ще одним аспектом даного винаходу є використання карбаматів за формулою (1) для приготування ліків для лікування наступних захворювань: нетримання сечі, зокрема викликаного нестійким станом сечового міхура, синдрому легко збудливого кишечнику, респіраторних захворювань, зокрема хронічного обструктивного (закупорювального) легеневого захворювання, хронічних бронхітів, астми, емфіземи і ринітів. Крім того, їх використання при приготуванні ліків для офтальмологічного втручання з метою лікування запального ураження ока також входить в обсяг захисту за даним винаходом. Дослідження на зв'язування людських мускаринових рецепторів М2 і М3 Наводимо дослідження, що демонструють пригнічувальну дію сполук за формулою (1) на рецептор М3 , а також їхню вибірковість у порівнянні з відношенням до рецептора М2. Перераховано результати, отримані для клонованих людських мускаринових рецепторів М2, М3, і описана використана при цьому методика проведення досліджень. Були використані мембрани з клітин СНО-К1. розсічені людськими рецепторами М2 або М3 (Receptor Biology). Підсумковою експериментальною процедурою для обох рецепторів стало наступне: мембрани (1520mг) були інкубовані з [3H]-NMS (0,3-0,5нМ) протягом 60хв при 25°С за присутності або за відсутності препаратів, що приглушують дію рецепторів. Інкубацію виконували в полістиролових мікропланшетах з 96 лунками з загальним інкубаційним обсягом 0,2мл PBS рН 7,4. У паралельних дослідженнях за присутності атропіну (5mМ) не було виявлено специфічного зв'язування. Зразки фільтрували через склотканину типу GF/C, попередньо інкубували РЕІ 0,3%. Фільтри промивали 3-4 рази 50мМ Tris-HCl, 0,9% NaCl, рН 7,4 при 4°С та висушували при 50°С протягом 45хв. Радіоактивність на фільтрі визначалася методом підрахунку (імпульсів) у рідкій фазі. Для розрахунку постійної інгібування (Kі) були проаналізовані криві зміщення методом нелінійної регресії (GraphaPad Prism). Постійна дисоціації (Kd) [3H]-NMS для кожного рецептора була отримана за допомогою кривих насичення, отриманих при тих самих режимах, при яких ставилися експерименти на речовинах, що приглушують рецептори. Отримані результати, подані у вигляді середнього значення результатів двох самостійних експериментів, причому кожний з них дублювався, внесені в таблицю, наведену нижче. Відношення М2/М3, що перевищують 1, вказують на селективну активність препарату, що приглушує активність рецептора М3. Винахід може бути продемонстрований наступними не обмежуючими обсяг захисту прикладами його здійснення. Посередник 1: (R)-3-хінуклідилхлороформат, хлоргідрат До розчину 8,7мл (74,8ммол.) трихлорметилхлороформату в 240мл дихлорметану по краплях додавали розчин 4,75г (37,4ммол.) (R)-3-хінуклідолу в 240мл дихлорметану при температурі 0°С в інертній атмосфері та при безперервному перемішуванні. Потім суміш перемішували при кімнатній температурі протягом 24 годин, а розчинник відганяли при пониженому тиску для одержання 8,46г (37,4ммол.) білої твердої речовини, що відповідає сполуці, зазначеній у назві. lR(нерозчинний осад) (КВr, см -1): 3380, 2650-2500, 1776. Приклад 1: 3-хінуклідил N-бензил-N-фенілкарбамат, хлоргідрат Спосіб А До розчину 5,1г (20ммол) N-бензил-N-фенілкарбамату (Dannley, L. J. Jrg. Chem.,1957. 22, 268) і 7,63г (60ммол) 3-хінуклідолу у 120мл толуолу додавали 800мг (20ммол) гідриду натрію (60% дисперсія в маслі (нафті)), суміш кип'ятили протягом трьох годин. Протягом всього цього часу толуол повинен був заміщати дистильований (що відганяється) обсяг. Первинному продукту, отриманому в результаті реакції, давали можливість охолонути, потім його розбавляли толуолом (250мл), промивали водою і висушували в атмосфері безводного сульфату натрію. Після цього розчинник відганяли під пониженим тиском. Одержане масло (нафту) обробляли при кімнатній температурі етанолом, насиченим хлористим воднем, розчинник відганяли, а одержаний твердий продукт білого кольору поділяли на фракції сумішшю з пропорційним складом 1:1 етилацетату/простого діетилового ефіру з метою одержання 230мг (0,6ммол.) твердого білого продукту, що відповідає сполуці, зазначеній у назві (точка плавлення: 54°С). Спосіб В До суспензії, приготовленої з 750мг (2,58ммол) хлоргідрату 3-хінуклідилхлорформату у 20мл 1,2дихлоретану додавали по краплях розчин 395мг (2,15ммол) N-фенілбензиламіну у 5мл 1,2-дихлоретану. Після завершення операції додавання суміш зрошували протягом трьох годин. Одержаному в результаті реакції первинному продукту давали можливість охолонути, а розчинник відганяли при пониженому тиску. Залишок очищали методом колонкової хроматографії (елюент: хлороформ-метанол 10:1) з одержанням 720мг (1,95ммол) гідроскопічної піни, що відповідає сполуці, зазначеній у назві. lR(нерозчинний осад) (КВr, см-1): 3400-3200, 2700-2300,1700. см-1. 1H-R MN (dтмs, CDCL3, часток на млн.): 12,30 (1Н, s), 7,20-6,90 (10Н, m), 5,10 (1Н, m), 4,83 (2H, m), 3,52 (1Н, m), 3,18 (4H, m), 2,80 (1Н, m), 2,34 (1H, s), 1,92 (2H, m), 1,60 (2H, m). Приклад 2: (R)-3-хінуклідил N-бензил-N-фенілкарбамат, хлоргідрат Сполуку, зазначену у даному пункті, одержували у відповідності зі способом, описаним у прикладі 1 (спосіб А), починаючи з 390мг (1,5ммол) етил N-бензил-N-фенілкарбамату, 587мг (4,6ммол) (R)-3-хінуклідолу і 61мг (1,5ммол) гідриду натрію. Одержаний осад був очищений методом колонкової хроматографії (елюент: хлороформ: метанол 5:1), виділене масло (нафту) обробляли при кімнатній температурі етанолом, насиченим хлористим воднем, а розчинник відганяли. Після цього одержаний твердий продукт білого кольору поділяли на фракції простим діетиловим ефіром і висушували при пониженому тиску при 40°С з метою одержання 310мг (0,8ммол) твердого білого продукту, що відповідає названому хлоргідрату. Точка плавлення: 50°С. [a]25D : -26,5 (с=1,0; Н2О) lR(нерозчинний осад) (КВr, см-1): 2700-2300,1700. 1H-RMN (dтмs, CDCL3, часток на млн.): 12,30 (1H, s), 7,20-6,90 (10Н, m), 5,10 (1Н, m), 4,83 (2Н, m), 3,50 (1Н, m), 3,18 (4H, m), 2,80 (1H, m), 2,35 (1H, s), 1,99 (2H, m), 1,61 (2H, m). Приклад 3: (R)-3-(N-бензил-N-фенілкарбамоїлокси)-1-метилхінуклідиніум йодид Розчин 300мг (0,89ммол) N-бензил-N-фенілкарбамату (R)-3-хінуклідилу (приклад 2) і 60mл метилйодиду (0,98ммол) у 9мл ацетону зрошували протягом 2 годин. Первинному необробленому продукту реакції давали можливість охолонути при кімнатній температурі, а розчинник відганяли при пониженому тиску. Одержаний твердий продукт подрібнювали за допомогою простого діетилового ефіру і висушували в умовах вакууму при температурі 40°С з метою одержання 480мг (0,89ммол) гідроскопічної твердої речовини білого кольору, що відповідає сполуці, зазначеній у назві прикладу. lR(нерозчинний осад) (плівка, см-1): 1690. Приклад 4: N-феніл-N-бензил-3-хінуклідилкарбамат, N-окисел Суспензію 300мг (0,9ммол) N-феніл-N-бензил-3-хінуклідилкарбамату у 20мл дихлорметану і 95мг (1,1ммол) бікарбонату натрію охолоджували до 0°С, а потім додавали 567мг (1,1ммол) mхлоропероксибензойної кислоти (70%). Реактивній суміші давали можливість охолонути до кімнатної температури при перемішуванні протягом години. Потім органічний шар промивали 5% розчином тіосульфату натрію, висушували в атмосфері безводного сульфату натрію і відфільтровували, а розчинник відганяли при пониженому тиску. Одержаний осад очищали методом колонкової хроматографії, використовуючи хлороформ:метанол 5:1 як елюент. Було одержано 289мг (0,82ммол) безбарвної маслянистої речовини, що відповідає зазначеній вище сполуці. lR(нерозчинний осад) (плівка, см-1): 1702. Наведена вище таблиця включає інші приклади речовин, які були приготовлені способом, аналогічним описаному вище, що очевидно для кожного фахівця, кваліфікованого в даній галузі техніки. Значення інтенсивності впливу речовин, що пригнічують активність людського М3 (вираженої у вигляді афінної постійної (постійної зв'язування за спорідненістю) Ki(nM)), показані в колонці М3 . Відношення між спорідненістю рецепторів М2 і М3 показане в колонці М2/М3, у якій значення, що перевищує 1, вказує на селективність стосовно рецептора М3.