DE2645873C3 - Ajmalinderivate und ein Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.

Die erfindungsgemäßen Ajmalinderivate besitzen π zwei in therapeutischer Hinsicht wichtige Wirkungen — die Fähigkeit die Herzarrhythmie aufzuheben und die Herztätigkeit zu tonisieren. Sie werden in der Medizin als Wirkstoffe von Arzneimitteln zur Behandlung und Prophylaxe schwerer Formen von Herzerkrankungen, wie Myokardinfarkt Arrhythmie, fCardiosklerose, chronische Herzinsuffizienz, Rheumatismus, Infektionsmyokarditis, Mitralinsuffizienz und tine Reihe anderer schwerer und verbreiteter Erkrankungen verwendet.

Die höchste pharmakologische Wirksamkeit weisen die Verbindungen der Formeln II und III auf.

Es wurde festgestellt, daß Strophanthidin-3-O-acetyl-2'-N(b)-ajmalinbromid bei der intravenösen Einführung an Ratten beiderlei Geschlechts in einer Dosis von 10 mg/kg eine prophylaktische antiarrhythmische so Wirkung gegen durch intravenöse Einführung von Akonitin in einer Dosis von 30 mg/kg ausgelöste Arrhythmie besitzt, da sie die Normalisierung des Herzrhythmus durchschnittlich in 17±2,5 Minuten im Vergleich zu 1 bis 1,5 Stunden im Kontrollversuch r> hervorruft. Diese Wirkung ist der von Ajmalin bei der intraperitonealen Einführung ähnlich. Bei der schon eingetretenen Akonitinarrhythmie übt das Ajmalinderivat in einer Dosis von 2 bis 10 mg/kg, insbesondere 5 bis 10 mg/kg, eine kupierende Wirkung in 70 bis 80%, insbesondere 77%, der Fälle aus.

Die prophylaktische Wirkung wurde bei dem durch Calciumchlorid ausgelösten Vorhofflimmern in Versuchen an Ratten untersucht. Es wurde festgestellt, daß die erfindungsgemäße Verbindung Strophanthidin-3-O-acetyl-2'-N(b)-ajmalinbromid in einer Dosis von 2 mg/kg die Überlebenszeit der Tiere um 50% im Vergleich zu 17% in der Kontrollgruppe verlängert. In einer Dosis von 5 mg/kg beugt das Präparat in 82% der Fälle der Entwicklung des Vorhofflatterns vor. In dieser so Dosis besitzt die Verbindung ungefähr die gleiche antiarrhytmische Wirksamkeit wie Ajmalin.

Die prophylaktische Wirkung bei der durch G-Strophanthin erzeugten Arrhythmie wurde durch die intravenöse Einführung der Substanzen in einer Dosis von 3 mg/kg untersucht. Dabei verändert sich die Entwicklung der Strophanthinarrhythmie, jedoch wird die letztere bedeutend kürzer. Es erhöht sich auch die Überlebensdauer der Tiere um 67% im Vergleich zu 30% in der Kontrollgruppe.

Die Untersuchung der kardiotonischen Wirksamkeit wurde in folgender Weise durchgeführt. In der ersten Versuchsserie wurde an Meerschweinchen die biologische Wirksamkeit des Präparates Strophanthidin-3-O-acetyl-2'-N(b)-ajmalinbromid unter der Kontrolle des Elektrokardiogramms nach der Methode des Staatlichen Pharmakopöes der UdSSR bestimmt. In den nächsten Serien wurde der Einfluß des obengenannten Präparats auf die Herztätigkeit des Frosches und isolierte Herzen von Kaninchen und Katzen untersucht

Bei der Untersuchung der biologischen Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Präparate wurde festgestellt daß bei der ununterbrochenen Einführung einer 0,l%igen Lösung der erfindungsgemäßen Verbindungen Strophanthidin-3-O-acetyl-2'-N(b)-ajmalinbromid den Meerschweinchen in die Jugularvene mit einer Geschwindigkeit von 1 ml/Minute die Tiere durchschnittlich in 7,5 Minuten eingehen.

Die durchschnittliche Letaldosis beträgt 13,8 ± 1,0 mg/kg. Nach dem Herzstillstand befinden sich die Herzkammern im Kontraktionszustand, dabei sind die Herzvorkammern blutüberiQllt was für Herzglykoside kennzeichnend ist

In den Versuchen an Fröschen wurde der Einfluß ansteigender Dosen der erfindungsgemäßen Verbindungen (in Form der Lösungen in einer Menge von 0,1 bis 0,2 ml bei einer Konzentration von 0,025 bis 0,05 Gew.-%) auf die Herztätigkeit bei ihrer intraventrikulären Einfühlung untersucht Bei der Untersuchung des Einflusses ansteigender Dosen von Strophanthidin-3-O-acetyl-2'-.N(b)-ajma!inbromid (in Form der Lösungen in einer Menge von 0,1 bis 0,2 ml bei einer Konzentration von 0,025 bis 0,05 Gew.-%) wurde z. B. gezeigt, daß die Verbindung einen systolischen Herzstillstand hervorruft und der Wirksamkeit nach etwa 5mal schwächer als Strophantin K ist

In den Versuchen an isolierten Kaninchen- und Katzenherzen nach der Methode von Langendorf wurde festgestellt, daß sich bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Strophandidin-3-O-acetyl-2'-N(b)-ajmalinbromids die Herzkontraktionsamplitude in höherem Maße als bei Strophanthidin vergrößert (um das Dreifache im Vergleich zu 1,7 bei Strophanthidin, äquimolare Dosen).

Es wurde dsr Einfluß der erfindungsgemäßen Verbindungen auf die elektrische Herzaktivität und den arteriellen Blutdruck untersucht.

Dabei wurde am Elektrokardiogramm der intakten Katzen gezeigt daß das erfindungsgemäße Strophanthidin-3-O-acetyl-2'-N(b)-ajmalinbromid die Vergrößerung des Intervalls PQ um 12 bis 33% hervorrufen, was auf die Verlangsamung der atrioventrikulären Leitung und der Herzfrequenz hinweist, dabei vergrößert sich das Intervall R-R um 20%.

Bei der Dosiserhöhung wird dre Ausdehnung des Komplexes QRS nachgewiesen, was von einer ausgeprägten Verlangsamung der atrioventrikulären Leitung zeigt Nach den Injektionen hoher Dosen der Substanz wurde in einigen Fällen die Spannungsverminderung des P-Zahns bis zu seinem vollen Verschwinden und die Vertiefung des S-Zahns nachgewiesen.

Es wurde auch der Einfluß der erfindungsgemäßen Substanzen auf den arteriellen Blutdruck untersucht. In akuten Versuchen an Katzen mit der Blutdruckregistrierung in der A. carotis wurden keine wesentlichen Veränderungen des arteriellen Blutdrucks verzeichnet. Bei der Verabreichung toxischer Dosen an die Tiere wurde Senkung des Blutdrucks beobachtet. Eine scharfe depressorische Wirkung wird durch die Störung der Herztätigkeit — durch den negativen inotropen Effekt und die Herzrhythmusstörung bedingt.

Die biologische Wirksamkeit der Verbindung der Formel III wurde in den Versuchen an intakten Ratten sowie an Ratten untersucht, bei denen die Arrhythmie durch die Einführung von Akonitin oder Calciumchlorid erzeugt wurde. Insgesamt wurden in den Versuchen 46

weiße Ratten beiderlei Geschlechts von 130 bis 230 g Körpergewicht ausgenutzt

Bei intakten Ratten (8 Tiere) wurde der Einfluß des Präparats auf die bioelektrische Herzaktivität untersucht

Je nach den Besonderheiten der experimentellen Modelle wurde die prophylaktische oder kupierende antiarrhythmische Wirkung untersucht. Das Präparat wurde den Ratten in einer Dosis von 2 mg/kg 10 Minuten vor der Calciumchlorideinführung oder 10 Minutcii nach der Entwicklung einer konstanten Arrhythmie nach Akonitineinführung verabreicht Die Präparatdosis wurde an Hand vorläufiger Untersuchungen ausgewählt

Bei allen Tieren wurden Elektrokardiogramme aufgezeichnet Die Einführung einer 0,05%igen Lösung der angegebenen Verbindung in einer Dosis von 2 mg/kg mit einer Geschwindigkeit von 1 ml/Minute führt in 2 bis 5 Minuten zur Veränderung der EKG-Daten und zwar zur Vergrößerung der Intervalle und der Zähne R-R; P-Q; R. Das Intervall R-R vergrößert sich bei 7 Ratten von 8 um 33 ±6,26%. Die Vergrößerung des Intervalls R-R spiegelt die Verlangsamung des Herzrhythmus wieder.

Wie die Versuche ergeben haben, verlängert sich das Intervall P-Q — der Index der atrioventrikulären Leitung - bei der Hälfte der Tiere um 25±2,4%. Außerdem wird bei der Präparateinführung bei allen Tieren die Vergrößerung des R-Zahns um 45 + 7,5% festgestellt. Das Vorhofflimmern wurde bei Ratten durch die intravenöse Einführung 10%iger Calciumchloridlösung in einer Dosis von 20 mg/kg an 12 Tiere erzeugt. Wie die Kontrollversuche gezeigt haben, ruft die injektion von Calciumchlorid Vorhofflimmern und Eingehen von 10 von 12 Tieren hervor, dabei gingen die meisten Tiere 1 bis 3 Minuten nach der Präparateinführung zugrunde. Bei den überlebenden Tieren wurde Bradykardie beobachtet.

Die vorhergehende intravenöse Einführung der genannten Verbindung an 8 Ratten führte zum Eingehen nur eines Tieres, d. h. das Eingehen wurde in 12% der Fälle im Vergleich zu 83% in der Kontrollgruppe verzeichnet.

Akonitin stört im Experiment fast alle Grundfunktionen des Herzens: es hemmt den Automatismus des Sinusknotens, es erhöht die Reizbarkeit, indem es zur Bildung zahlreicher heterotoper Reizherde beiträgt. Akonitin wurde in einer Dosis von 30 mg/kg verabreicht. Von 26 Tieren erhielten 19 Tiere nur Akonitininjektionen und dienten als Kontrolle. In den Kontrollversuchen entwickeln sich 2 bis 4 Minuten nach der Akonitineinführung Herzrhythmusstörung und die Veränderung der EKG-Daten: es treten ventrikuläre Extrasystolen, zuerst vereinzelt, dann gehäuft ein. Dieser ventrikuläre Rhythmus geht in Kanimerflimmern über. Gleichzeitig wird die atrioventrikuläre und ventrikuläre Leitung gestört. Die Arrhythmie hält 87,3 ±7,2 Minuten an. Die vorhergehende Einführung der Verbindung der Formel IiI in einer Dosis von 2 mg/kg ruft die Normalisierung des Herzrhythmus hervor. Dabei sinkt die Arrhythmiedauer auf 38,0±8,8 Minuten.

Die toxikologische Untersuchung der genannten Verbindungen wurde an Mäusen und Ratten bei verschiedenen Applikationsformen durchgeführt.
; In den Versuchen an Mäusen verändert Strophanthidin-3-O-acetyl-2'-N(b)-ajmalinbromid bei der intraperitonealen Einführung von therapeutischen Dosen das Verhalten der Tiere praktisch nicht Bei Dosen von 63 bis 100 mg/kg werden die Tiere weniger beweglich und reagieren schwächer auf Schmerzreizung. Bei weiterer Dosiserhöhung nehmen die Mäuse Seitenlage ein und reagieren auf Schmerzreizung fast nicht Ein Teil dieser Tiere geht in 10 bis 15 Minuten ein. Die LDs₀ für die angegebene Verbindung beträgt 446,7 (430,0 bis 464,5) mg/kg, für Ajmalin 130 mg/kg, für Chinidin 135 mg/kg.

In den Versuchen an Ratten wurde gezeigt daß bei

ίο der intravenösen Einführung hoher Präparatdosen ähnliche Erscheinungen beobachtet werden. Die durchschnittliche Letaldosis beträgt 175 + 6,8 mg/kg.

Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Ajmalinderivate wird vorzugsweise folgenderweise durchgeführt:

Strophanthidin oder Hellebrigenin wird bei einer Temperatur von —10 bis —25° C z. B. mit Monobromessigsäurebromid in einem organischen Lösungsmittel umgesetzt.

Die Vollständigkeit der Reaktion wird mit Hilfe der Papierchromatographie kontrolliert Nach Beendigung der Reaktion gibt man einen Überschuß an Eiswasser hinzu, kristallisiert und isoliert das Halogenacetylderivat, das in nachfolgender Synthese verwendet wird. Die Ausbeute an Zwischenprodukt beträgt bis 80 Gewichtsprozent der Theorie.

Das in der ersten Stufe erhaltene Derivat wird mit der äquimolaren Ajmalinmenge in einem organischen Lösungsmittel, z. B. Acetonitril, gemischt.

Nach Beendigung der Reaktion, die mit Hilfe der Papierchromatographie kontrolliert wird, wird dem Reaktionsgemisch das 2- bis 3fache Volumen an Diäthyläther zugesetzt Der kristalline Niederschlag des Endproduktes wird abgetrennt und umkristallisiert. Die Ausbeute beträgt 70 bis 75 Gewichtsprozent der Theorie.

Die Endprodukte stellen weiße kristalline, in Alkohol, Pyridin und Dimethylformamid lösliche Pulver dar und sind optisch aktiv.

Mit konzentrierter Salpetersäure ergeben sie rote Färbung; blaue Fluoreszenz zeigt sich im UV-Licht nach der Bestrahlung mit nichtfiltrierten Ultraviolettstrahlen.

Beispiel 1

30 g Strophanthidin werden in 60 ml absolutem Pyridin gelöst. Die Lösung wird auf 0 bis +3° C abgekühlt und es werden langsam während 10 bis 15 Minuten aus dem Scheidetrichter 10 ml (l,7fache Menge der berechneten Menge) an mit 45 ml absoluten Dioxan

so verdünntem Monobromessigsäurebromid zugegeben.

Nach 1 Stunde gibt man dem Reaktionsgemisch 600 g Eis zu, vermischt und läßt zur Kristallisation 17 bis 20 Stunden bei einer Temperatur von 0 bis +3° C stehen. Die niedergeschlagenen Kristalle werden abfiltriert, mit Wasser (100 bis 120 ml) gewaschen, unter Erwärmen in 21 Äthylalkohol gelöst, zur Lösung werden 0,5 g Aktivkohle zugegeben, filtriert und das Filtrat wird bis zu einem Volumen von etwa 200 ml konzentriert. Dabei wird eine schnelle Kristallisation beobachtet

Die Kristalle werden abgetrennt und mit Alkohol gewaschen. Die Ausbeute an 3-O-(2'-Brom)-acetylstrophanthidin beträgt 26 g; F. 217 bis 219°C; Md= + 44,0±2° (Konz. 1,0 Gewichtsprozent; Chloroform-Methanol 7:1); [M]d=231±10° (Chloroform-

t,5 Methanol).

12,5 g Ajmalin und 19,8 g des erhaltenen Bromacetylstrophanthidins (äquimolekulares Verhältnis) werden in 190 ml Acetonitril gelöst; die Lösung wird 40 Stunden

bei Zimmertemperatur (20 bis 22⁰C) stehengelassen. Strophanthidin-3-0-acetyl-2'-N(b)-ajmalinbrornid fällt aus. Zur vollständigen Fällung des Produkts wird dem Reaktionsgemisch das doppelte Volumen Diäthyläther zugesetzt. Das Reaktionsprodukt wird am Büchner-Trichter abfiltriert, mit Diäthyläther (50 ml) gewaschen, in 320 ml 96%igem Äthylalkohol gelöst und es werden langsam während 1 Stunde 1,5 1 Diäthyläther zugesetzt und das Gemisch wird 2 Stunden bei Zimmertemperatur stehengelassen. Die Kristalle filtriert man ab, wäscht mit Diäthyläther (208 ml) und trocknet an der Luft. Man erhält 22 bis 24 g

Strophanthidin-3-O-acetyl-2'-N(b)-ajmalinbromid;
F. 210 bis 212⁰C, [«]_D=41,5±2° (Konz. 2,00 Gewichtsprozent; Pyridin); [M]d= +353± 17° (Pyridin). Es ist in Alkohol, Pyridin, Dimethylformamid iösiich, schwer wasserlöslich, in Äther, Benzol unlöslich.

Das IR-Spektrum der genannten Verbindung wird durch Absorptionsstreifen mit Frequenzen von 1738, 1700 und 1622 cm-', die dem Strophanthidinteil des Moleküls gehören, und mit Frequenzen von 1610,1233, 1200 und 760-', die dem Ajmalinteil gehören, gekennzeichnet. Gleichzeitig fehlen im Spektrum die Streifen der Valenzschwingungen mit Frequenzen von 1053 und 1040 cm-', die dem tertiären Stickstoffatom gehören; das Verschwinden der genannten Streifen ist durch die Bildung des quaternären Ammoniumsalzes bedingt, das keine Absorption hat Das weist eindeutig darauf hin, daß Strophanthidin über das N(b)-Atom verbunden ist

Gefunden in %:
Berechnet in %:

N 3,57; Br 9,51.
N 3,29; Br 9,39.

Beispiel 2

Hellebrigenin wird mit Monobromessigsäurebromid acyliert, wie es für Strophanthidin oben beschrieben ist. Dabei erhält man als Zwischenprodukt das 3-O-(2'-Brom)-äcetylhellebrigenin, C₂BH₃₃O₇; F. 204 bis 206⁰C; [ä]d=±30,0°C (Konz. 1,50 Gewichtsprozent; Chloroform) und [M]_D=161° (Chloroform); R Verhältnis der Wanderungsgeschwindigkeiten von 3-O-(2'-Brom)acetylhellebrigenin und Hellebrigenin — beträgt 2,70 im System von m-Xylol-Methyläthylketon (1 :1)/Formamid (Formamid bis zur Sättigung des Lösungsmittelgemisches).

Die Umsetzungsreaktion der Zwischenverbindung 3-O-(2'-Brom)-acetylhellebrigenin mit Ajmalin wird ebenso wie im Beispiel 1 durchgeführt. Man erhält Hellebrigenin-3-acetyl-2'-N(b)-ajmalinbromid, C₄₆H₅₉O₉N₂Br; F. 238 bis 241⁰C; [x]_D= +28,3° (Konz. 1,0 Gewichtsprozent in Pyridin); [M]₀= + 161° (in Chloroform, 1 —1,50); R —Verhältnis der Wanderungsgeschwindigkeiten von 3-/?-O-acetyl-2'-N(b)-ajmalinbromid und Hellebrigenin — beträgt 1,85 in dem oben

ίο angegebenen Lösungsmittelgemisch.

Beispiel 3

10 g Strophanthidin löst man in 50 ml absolutem Dioxan und gibt 5 ml Triäthylamin zu. Langsam während 10 bis 15 Minuten werden unter Rühren des Reakiionsgemisches aus dem Scheidetrichter 3 ml von mit 10 bis 15 ml absolutem Dioxan verdünntem Monochloressigsäurechlorid hinzugefügt. Die Lösung wird 1 Stunde stehengelassen. Die Vollständigkeit der Reaktion wird mit Hilfe der Papierchromatographie kontrolliert. Nach Beendigung der Reaktion werden 300 ml Wasser zugesetzt und das Gemisch wird zur Kristallisation 18 bis 20 Stunden stehengelassen.

Den ausgefallenen kristallinen Niederschlag filtriert man ab, wäscht mit Wasser, löst unter Erwärmen in 0,7 1 Äthylalkohol, gibt 0,2 g Aktivkohle zu und filtriert Die Losung wird bis zu einem Volumen von etwa 70 ml durch das Erwärmen unter Vakuum auf eine Temperatur von 60⁰C verdichtet Dabei geht eine schnelle Kristallisation von 3-O-(2'-Chlor)-acetyIstrophaRthidin vor sich. Die Kristalle werden abfiltriert, mit Äthanol gewaschen. Man erhält 9 g 3-O-(2'-Chlor)-acetylstrophanthidin; F. 225 bis 234°C, [«]_D= +48±2° (Konz. 1,0 Gewichtsprozent in Pyridin); C25H33O7CI; Molekulargewicht 481,0.

5 g 3-0-(2'-Chlor)-acetylstrophanthidin und 3,4 g Ajmalin werden in 50 ml Acetonitril gelöst, die Lösung wird 70 Stunden bei Zimmertemperatur (20 bis 25° C) stehengelassen. Zum Reaktionsgemisch gibt man das

•to doppelte Volumen an Diäthyläther zu. Der ausgefallene Niederschlag wird abfiltriert, mit Äther (20 ml) gewaschen. Man erhält 6,7 g Strophamhidin-3-O-acetyl-2'-N(b)-ajmalinchlorid; C₄₅H₅₉O₉N₂Cl; Molekulargewicht 807,5; [«]d=+43±2° (Konz. 1,0 Gewichtsprozent in Pyridin).

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Ajmalinderivate der allgemeinen Formel

   CH₃ R

   OH

   worin R für einen Rest der Formel
   O

   oder

   und X für ein Halogenion steht.
   Strophanthidin-3-0-acetyl-2'-N(b)-;ijmalinbromid der Formel

   CH₂-C-O

   F=O

   011

   3. Hellebrigenin-3-O-acetyl-2'-N(b)-ajmalinbromid der Formel

   CH₂-C-O

   NU Ο

   N-OH

   OH

   /L-C₂H₅

   4. Verfahren zur Herstellung der Ajmalinderivate nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß man in an sich bekannter Weise Strophanthidin oder Hellebrigenin mit einem Halogenessigsäurebromid oder -chlorid in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels umsetzt und die erhaltene Verbindung in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels mit Ajmalin zur Reaktion bringt