ITMI951593A1 - Derivati chinolonici non fluorurati e loro impiego come agenti antibatterici - Google Patents

Abstract

Derivati chinolonici non fluorurati aventi formula generale (I) (FORMULA I) in cui il significato R1, e R2 ed R3 sarà specificato nel testo, aventi un'elevata attività antibatterica particolarmente nei confronti dei microorganismi gram - positivi e dei microorganismi resistenti al fluorochinoloni.

Description

Descrizione della domanda di brevetto per invenzione industriale dal Titolo: Derivati chinoionici non fluorurati e loro impiego come agenti antibatterici

TECNICA ANTERIORE

I chinoioni sono agenti antibatterici sintetici noti da circa 30 anni. Fra i più vecchi derivati chinoionici possono essere citati ad esempio l'acido nalidissico, l'acido pipemidico e la cinoxacina, i quali sono usati esclusivamente per il trattamento di infezioni urinarie.

Un significativo sviluppo nel campo della chemioterapia antibatterica è stato registrato con la scoperta dei fluorochinoloni. L'introduzione di un atomo di fluoro nella posizione 6 della struttura chinoionica ha permesso di ottenere composti con uno spettro d'azione più ampio, una potenza superiore ed una migliore biodisponibilità.

I fluorochinoloni, in modo particolare ciprofloxacin , sono largamente utilizzati anche per il trattamento di infezioni da microorganismi gram-positivi, tuttavia hanno l'inconveniente che il loro uso ha indotto l'insorgenza di ceppi di microorganismi resistenti {Antimicrob. Agents Chemother. 32· 377"383 (1993) e Antimicrob. Agents Chemother. 38. 163-169 (1994)).

Inoltre i fluorochinoloni esercitano importanti effetti tossici particolarmente a carico del sistema nervoso centrale (Antimicrob. Agents Chemother. 32· 1764-1770 (1993))·

E' perciò auspicabile disporre di nuove sostanze antibatteriche efficaci anche nel trattamento delle infezioni sostenute dai ceppi resistenti ai fluorochinoloni ed aventi effetti tossici ridotti .

Studi recenti (J. MED. CHEM. 38. 973-982 (1995)) hanno messo in evidenza che una buona attività antibatterica può essere ottenuta anche sostituendo l'atomo di fluoro in posizione 6 dei fluorochinoloni con un gruppo amminico.

SOMMARIO

Noi abbiamo ora sorprendentemente trovato una nuova classe di derivati chinoionici non fluorurati aventi elevata attività antibatterica che consentono di superare gli inconvenienti della tecnica nota.

Detti derivati chinoionici hanno la formula generale (I)

in cui il significato di R1, R2 ed R3 sarà specificato nella descrizione dettagliata.

I derivati chinoionici secondo la presente invenzione mostrano una attività sorprendentemente elevata particolarmente verso i microorganismi gram-positivi e verso i ceppi meticillinaresistenti e fluorochinolone-resistenti.

Inoltre essi mostrano effetti tossici ridotti.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

Le caratteristiche ed i vantaggi dei derivati chinoionici secondo la presente invenzione ed il processo per la loro preparazione saranno descritti in dettaglio nella seguente descrizione.

Detti derivati chinoionici hanno formula generale (I)

dove R4 ed R5 sono scelti fra H, OH. alchile da C1 a C4, amminoalchile da a Cty ed idrossialchile da a

L'invenzione riguarda anche i sali dei derivati (I) con acidi farmacologicamente accettabili.

La preparazione dei derivati chinoionici aventi formula generale (I) in cui R1 = ed R2 = H è realizzato mediante il processo rappresentato dal seguente schema.

Questo processo consente di preparare i composti della presente invenzione con elevata resa ed è atto alla produzione industriale.

Lo stadio (a) è realizzato trasformando l’acido 2-cloro-4-fluoro-3-metil benzoico nel corrispondente cloruro mediante riscaldamento in cloruro di tionile. Il cloruro grezzo, disciolto in toluene, viene fatto reagire con etil 3_ dimetilamminoacrilato ed Et3N a 90°C per ottenere l'enamminochetoestere (1).

Nello stadio (b) il composto (1) disciolto in una miscela di etanolo ed etere etilico viene trattato con ciclopropilamina a temperatura ambiente. L'intermedio ottenuto, disciolto in DMF, per ciclizzazione con K2CO3 alla temperatura di 100°C viene trasformato nel chinolone (2).

Nello stadio (c) il composto (2) viene fatto reagire con HBF4 in soluzione acquosa a temperatura compresa fra 90 e 100°C, per preparare il difluoro borano (3)·

Nello stadio (d) il composto (3) viene fatto reagire con un'ammina avente formula R3H in cui R3 ha il significato sopra definito. Il rapporto molare fra 1'ammina R3H ed il composto (3) è compreso fra 3:1 e 10:1. La reazione viene condotta in DMSO a temperatura compresa fra 75 e 85°C e la miscela di reazione, dopo raffreddamento a temperatura ambiente, viene versata in una miscela d'acqua e ghiaccio per liberare l'acido carbossilico dal borano.

Si ottiene così il composto (I) in cui R1 = ed R2 = H.

A scopo illustrativo vengono riportati i seguenti esempi di preparazione di derivati chinoionici secondo la presente invenzione.

ESEMPIO 1

a) Preparazione del composto (1)

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Una miscela costituita da acido 2-cloro-4-fluoro-3-metil benzoico (26 g, 0,13 mmoli) e cloruro di tionile (20 g) viene riscaldata a riflusso per 3 ore. Il cloruro di tionile in eccesso viene rimosso per distillazione sotto vuoto, ed il residuo cosi ottenuto viene solubilizzato in toluene anidro, A questa soluzione viene aggiunto etil 3~dimetilamminoacrilato (18.6 g, 0,13 mmoli) ottenuto come descritto in J. Med. Chem . 18,44, (1975) e Et3N anidra (28 g. 0,27mmoli). La miscela viene riscaldata a 90*C per 2 ore. Dopo raffreddamento si elimina per filtrazione la trietilammina cloridrato formatasi, si tratta il filtrato con acqua per eliminare la trietilammina cloridrato residua, si disidrata la soluzione con Na2S04. e si evapora il solvente. Il residuo trattato con cicloesano fornisce 30.3 g di etil 2-{2-cloro-4-fluoro-3-metilbenzoil)-3“(dimetilammino) acrilato (1). Resa 70%, ;p.f. 110-ll4<e>C. ;;;;b) Preparazione del composto (2) ;;;;;;(2) ;La soluzione del composto (1) (20 g, 63,9 mmoli) in etanolo assoluto (200 mi) ed etere etilico (150 ml), viene trattata goccia a goccia con ciclopropilamina (3.65 ml, 64 mmoli) e mantenuta in agitazione per 15 minuti a temperatura ambiente. Il solvente viene evaporato e il residuo così ottenuto viene disciolto in DMF anidra (50 ml) ed addizionato con K2C03 (8,82 g, 63,9 mmoli), La miscela viene riscaldata a 100’C per 3 ore e dopo raffreddamento viene versata in una miscela di H20 e ghiaccio. Il precipitato ottenuto viene filtrato, lavato con H20 e seccato per dare 15 g di etil l-ciclopropil-7-f luoro-8-metil-4-oxo-l ,4-diidro-3-chinolincarbossilato (2). Resa 81%, ;p.f. 164-166*0.

c) Preparazione del composto (3)

(3)

La miscela costituita dal composto (2) (8 g, 27 mmoli) e HBF4 al 50% in acqua (100 mi), viene riscaldata a 90-100°C per 8 ore. Dopo raffreddamento la miscela viene versata in H20 e il precipitato formatosi viene raccolto per filtrazione, lavato più volte con H20 e seccato. Si ottengono 7 g di (l-ciclopropil-7-fluoro-8-metil-4-oxo-l,4-diidro-chinolin-3-il)carbonil difluoroborano (3) come solido bianco. Resa 84%,

p.f.276-278°C.

d) Preparazione del composto (4)

La miscela costituita dal composto (3) (0,4 g, 1,3 mmoli) e 4-metilpiperazina (Ο.65 g, 6,5 mmoli) in DMSO anidro (4 mi), viene riscaldata per 20 ore a 80"C. Dopo raffreddamento, la miscela viene versata in ima miscela di H20 e ghiaccio ed il precipitato formatosi viene raccolto per filtrazione, lavato più volte con H20 e seccato. Il solido viene poi solubilizzato in CHCl3 e la miscela viene trattata più volte con H20 saturata con NaCl; la fase organica viene disidratata su Na2S04 ed evaporata. Il residuo ottenuto trattato con EtOAc fornisce un solido che viene filtrato ed essiccato per dare 0,177 g di acido l-ciclopropil-8-metil-7-(4-raetil-l-piperazinil)-l,4-diidro-4-oxo-3-chinolincarbossilico(4) . Resa 40%,

p.f.273-274’C.

ESEMPIO 2

Operando con le modalità descritte nell'esempio 1 a partire dall'intermedio (3) ed utilizzando come ammina la 4-idrossipiperidina è stato ottenuto l'acido l-ciclopropil-8-metil-7-(4-idrossi-l-piperidinil)-1 ,4-diidro-4-oxo-3-chinolincarbossilico (5) con resa del 60%.

p.f.226-229°C.

ESEMPIO 3

Operando con le modalità descritte nell'Esempio 1 a partire dall'intermedio (3) ed utilizzando come ammina la piperidina è stato ottenuto l'acido l-ciclopropil-8-metil-7-(l-piperidinil)-1,4-diidro-4-oxo-3_chinolincarbossilico (6) con resa del 65?· p.f.208-210°C.

ESEMPIO 4

Operando con le modalità descritte nell'Esempio 1 a partire dall'intermedio (3) ed utilizzando come ammina la 4-metilpiperidina è stato ottenuto l'acido l-ciclopropil-8-metil-7-(4-metil-l-piperidinil)-1,4-diidro-4-oxo-3-chinolincarbossilico (7) con resa del 60%.

p.f.249-250°C.

ESEMPIO 5

Operando con le modalità descritte nell'Esempio 1 a partire dall'intermedio (3) ed utilizzando come ammina la 2,6dimetilmorfolina è stato ottenuto l’acido l-ciclopropil-8-metil-7-(2,6-dimetil-4-morfolinil )-1,4-diidro-4-oxo-3-chinolincarbossilico (8) con resa del 50%.

p.f.269-272°0.

ESEMPIO 6

Preparazione del composto (9)

(9)

La miscela costituita dal composto (3) (0,6 g, 1,9 mmoli) e 1, 2, 3, 4-tetraidroisochinolina (1.8 g, 13 mmoli) in DMSO anidro (5 mi) e Et3N anidra (1,3 g, 13 mmoli) viene riscaldata a 70°C per 30 ore. Dopo raffreddamento la miscela viene versata in H2O, alcalinizzata con NaOH al 10% e trattata con CHCl3. Gli estratti organici si trattano con HC1 diluito, si disidratano su Na2S04 e si evaporano. Il residuo viene purificato su colonna di gel di silice eluendo con CHCl3. Le frazioni contenenti il prodotto vengono riunite ed evaporate; il residuo viene ulteriormente purificato mediante trattamento con Et20. Si ottengono dopo filtrazione 0,210 g di acido l-ciclopropil-8-metil-7-(1.2,3.4, tetraidroisochinolin-2-il)-1 ,4-diidro-4-oxo-3<_>chinolincarbossilico (9)come un solido giallo chiaro. Resa 30%,

p.f.215-217°0.

ESEMPIO 7

Operando con le modalità descritte nell'Esempio 1 a partire dall'intermedio (3) ed utilizzando come ammina la tiomorfolina è stato ottenuto l'acido l-ciclopropil-8-metil-7-(4-tiomorfolinil)-l,4-diidro-4-oxo-3-chinolincarbossilico (10) con resa del 65%.

p.f.250-252°C.

ESEMPIO 8

a) Preparazione del composto (11)

Operando con le modalità descritte nell'Esempio 1 a partire dall'intermedio (3) ed utilizzando come ammina la 3-acetamido pirrolidina è stato ottenuto l'acido l-ciclopropil-8-metil-7-{~3_ acetamido-l-pirrolidinil }-1,4-diidro-4-oxo-3-chinolincarbossilico (11) con resa del 60%.

p.f.260-262’C.

b) Preparazione del composto (12)

La miscela costituita dal composto (11) (0,100 g, 0,27 mmoli), NaOH al 20% (2 mi) e EtOH (1 mi), viene riscaldata a riflusso per 14 ore. Dopo raffreddamento la soluzione viene acidificata con AcOH fino a pH 6,5 e il precipitato così ottenuto viene filtrato, lavato con H20 e poi con Et20 ed infine seccato per dare 0,08 g di acido l-ciclopropil-8-metil-7-{3-amino-1-pirrolidinil )-l,4-diidro-4-oxo-3-chinolincarbossilico (12). Resa 88%,

p.f.275-277 "C.

ESEMPIO 9

Preparazione del composto (13)

Operando con le modalità descritte nell'Esempio 8 a) e b), a partire dall'intermedio (3) ed utilizzando come ammina la 3~(S)-acetamido pirrolidina e mediante trattamento finale con acido acetico fino a pH 4 è stato ottenuto l'acido l-ciclopropil-8-metil-7-(3-(S)-amino-l-pirrolidinil)-1 ,4-diidro-4-oxo-3-chinolincarbossilico(13) acetato con resa del 35%-p.f.212-213°C.

PROVE FARMACOLOGICHE

L'attività antibatterica dei derivati chinoionici secondo l'invenzione è stata testata verso microorganismi gram-positivi e gram-negativi verso microorganismi resistenti alla meticillina (S. aureus Methi-r) ed ai fluorochinoloni (S. aureus Cipro-r ed E. coli Cipro-r). La minima concentrazione inibente (MIC) è stata determinata utilizzando il metodo della microdiluzione del brodo. Il confronto è stato eseguito con ciprofloxacin (CIPRO) il quale è un farmaco avente struttura fluorochinolonica ed è largamente impiegato in terapia grazie alla sua elevata attività antibatterica .

I microorganismi impiegati nella sperimentazione erano conservati in una soluzione al 15-20% di glicerolo in acqua a -80°C e la concentrazione delle colture congelate era all'incirca 1-2 x 10° CFU/ml .

Per la determinazione della MIC è stato utilizzato il mezzo Muller-Hinton Broth (MHB). Nel caso di microorganismi esigenti (fastidious) il brodo è stato integrato come suggerito dalle linee guida del Comitato Nazionale per gli Standard dei Laboratori Clinici (NCCLS Document M7-A3, voi. 13. n. 25).

Per la crescita di S. pyogenes e S. pneumoniae al brodo è stato addizionato il 5% di sangue U sato di cavallo e per H. influenzae sono stati addizionati ematina bovina, NAD ed estratto di lievito.

II giorno del test una fiala di coltura batterica è stata scongelata e diluita 1:100 con MHB, integrando come richiesto nel caso di microorganismi esigenti.

I composti di riferimento e quelli da testare sono stati disciolti in dimetilsolfossido (DMSO) alla concentrazione di 1,6 mg/ml e la soluzione ottenuta è stata diluita alla concentrazione di 32 pg/ml con MHB.

Le micropiastre per i test sono state riempite con 0,05 ml di MHB per pozzetto.

0,05 mi di una soluzione a 32 Mg/ml in MHB del composto da testare sono stati aggiunti al primo pozzetto di ciascuna fila e diluiti serialmente per 11 volte. 0,05 della sospensione di inoculo sono stati quindi dispensati in ciascun pozzetto e le piastre sono state incubate a 35°C per 24 ore.

Per ciascuna fila il primo pozzetto senza crescita è stato registrato e la corrispondente concentrazione del farmaco calcolata. MIC viene definita la minima concentrazione dell’agente antibatterico che visivamente inibisce la crescita del microorganismo.

I risultati ottenuti sono riportati nella tabella 1.

I risultati riportati nella Tabella 1 dimostrano che tutte le sostanze testate esercitano un'attività antibatterica sorprendentemente elevata nei confronti dei microorganismi grampositivi e resistenti. In particolare i composti 5. 6. 7 e 10 sono almeno 10 volte più attivi di ciprofloxacin verso i ceppi meticillina-resistenti e 4-6 volte verso quelli fluorochinoloneresistenti. Questa attività indica un utilizzo dei composti dell'invenzione particolarmente per le infezioni del tratto respiratorio e per le infezioni provocate dai microorganismi resistenti.

Un'altra caratteristica importante dei derivati chinoionici secondo la presente invenzione consiste in una marcata diminuzione degli effetti tossici rispetto ai 6-fluorochinoloni. Grazie alle loro caratteristiche i derivati chinoionici della presente invenzione possono essere impiegati con successo nella preparazione di composizioni farmaceutiche comprendenti una quantità efficace di almeno uno di detti derivati in miscela con eccipienti e diluenti farmacologicamente accettabili, per il trattamento delle infezioni batteriche.

Per la formulazione in composizioni farmaceutiche i composti di formula generale (I) possono essere salificati con acidi farmacologicamente accettabili scelti nel gruppo comprendente acido p-toluensolfonico, acido citrico, acido tartarico, acido maleico, acido salicilico, acido fumarico, acido succinico, acido ossalico, ecc.

Dette composizioni possono essere somministrate per via orale o per via parenterale rispettivamente alla dose compresa tra 100 e 800 mg/die e tra 25 e 250 mg/die.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Derivati chinoionici non fluorurati atti all'impiego come antibatterici aventi la seguente formula generale e sali dei derivati (I) con acidi farmacologicamente accettabili, in cui: dove R4 ed R5 sono scelti fra H. OH, alchile da a , amminoalchile da a ed idrossialchile da C1 a C4.
2. 2. Processo per la preparazione di derivati chinoionici secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, quando R1= ed R2= H. è realizzato mediante i seguenti stadi di reazione:
3. 3. Processo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che lo stadio (d) è condotto facendo reagire il composto (3) con un'ammina R3H in DMSO a temperatura compresa fra 75 e 85°C e con un rapporto molare fra l’ammina R3H ed il composto (3) compreso fra 3:1 e 10:1.
4. 4. Composizioni farmaceutiche comprendenti come sostanza attiva -una quantità efficace di almeno uno dei composti secondo la rivendicazione 1 . in miscela con eccipienti e farmacologicamente accettabili, atte al trattamento delle infezioni batteriche.
5. 5. Composizioni secondo la rivendicazione 4, in forma atta alla somministrazione per via orale.
6. 6. Composizioni secondo la rivendicazione 4, in forma atta alla somministrazione per via parenterale.