Arzneimittel

Die Erfindung betrifft neue ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung als Arzneimittel. Die neuen Verbindungen sind optisch aktive Struktur-analoge von vorbekannten Leukotrien-B^Agonisten (WO 91/146 76). Leukotrien-B4 (LTB4) wurde von B. Samuelson und Mitarbeiter als Metabolit der Arachidonsäure entdeckt. Bei der Biosynthese wird durch das Enzym 5-Lipoxygeπase zunächst als zentrales Zwischenprodukt das Leukotrieπ-A4 gebildet, das dann durch eine spezifische Hydrolase in das LTB4 umgewandelt wird.

Lipoxy genäse

Arachidonsäure Dehydrase 5-HPETE

Hydrolase

Leukotrien A4 (LTA4) Leukotrien B ₄ (LTB ₄ )

Glutathion- S-transferase

Leukotrien C4 (LTC4)

Die Nomenklatur der Leukotriene kann folgenden Arbeiten entnommen werden: a) B. Samuelson et al., Prostaglandins 19, 645 (1980); J7, 785 (1979) b) C. N. Serhan et al., Prostaglandins 34, 201 (1987)

Die physiologische und insbesondere die pathophysiologische Bedeutung des Leukotnen-B4 wud in einigen neueren Arbeiten zusammengefaßt: a) The Leukotπens, Chemistry and Biology eds. L. W. Chakπn, D. M. Bailey, Academic Press (1984). b) J. W. Gillard et al., Drugs of the Future 12, 453 (1987). c) B. Samuelson, Sciences 237, 1171 (1987). d) C. W. Parker, Drug Development Research IQ, 277 (1987). Hieraus ergibt sich, daß LTB ₄ ein wichtiger Entzundungsmediator für entzündliche Erkrankungen ist, bei denen Leukozyten in das erkrankte Gewebe einwandern.

Die Effekte von LTB4 werden auf zellularer Ebene durch die Bindung von LTB4 an einen spezifischen Rezeptor ausgelost.

Von LTB4 weiß man, daß es die Adhäsion von Leukozyten an die Blutgefaßwand verursacht. LTB4 ist chemotaktisch wirksam, d. h. es lost eine gerichtete Wanderung von Leukozyten in Richtung eines Gradienten steigender Konzentration aus. Außerdem verändert es aufgrund seiner chemotaktischen Aktivität indirekt die vasculare Permeabilität, wobei ein Synergismus mit Prostaglandin Εr beobachtet wird. LTB4 spielt offensichtlich bei entzündlichen, allergischen und immunologischen Prozessen eine entscheidende Rolle.

Leukotπene und insbesondere LTB4 sind an Hauterkrankungen beteiligt, die mit entzündlichen Prozessen (erhöhte Gefäßpermeabilitat und Odembildung, Zellinfiltration), erhöhter Proliferation der Hautzellen und Juckreiz einhergehen, wie beispielsweise bei Ekzemen, Erythemen, Psoπasis, Pruritus und Akne. Pathologisch erhöhte Leukotrien-Konzentrationen sind an der Entstehung vieler Dermatiden entweder ursachlich beteiligt, oder es besteht ein Zusammenhang zwischen der Persisteπz der Dermatiden und den Leukotπenen. Deutlich erhöhte Leukotrien-Konzentrationen wurden beispielsweise in der Haut von Patienten mit Psoπasis oder atopischer Dermatitis gemessen.

Leukotrieπe und insbesondere LTB4 sind auch an Erkrankungen innerer Organe beteiligt, für die eine akute oder chronische entzündliche Komponente beschrieben wurde, z. B. Gelenkerkrankungen (Athritis); Erkrankungen des Respirationstraktes (Asthma, Rhinitis und Allergien); entzündliche Darmerkrankungen (Colins); sowie Reperfusionsschaden (an Herz-, Darm- oder Nierengewebe), die durch zeitweisen krankhaften Verschluß von Blutgefäßen entstehen.

Weiterhin sind Leukotπene und insbesondere LTB4 bei der Erkrankung an multipler Sklerose beteiligt und bei dem klinischen Erscheinungsbild des Schocks (ausgelost durch Infektionen, Verbrennungen oder bei Komplikationen bei der Nierendialyse oder anderen extra besprochenen Perfusionstechniken)

Leukotriene und insbesondere LTB4 haben weiterhin einen Einfluß auf die Bildung von weißen Blutkörperchen im Knochenmark, auf das Wachstum von glatten Muskelzellen, von Keratinozyten und B-Lymphozyten. LTB4 ist daher bei Erkrankungen mit entzündlichen Prozessen und bei Erkrankungen mit pathologisch gesteigerter Bildung und Wachstum von Zellen beteiligt.

Erkrankungen mit diesem Erscheinungsbild stellen z. B. Leukemie oder Artherosklerose dar.

Die Nützlichkeit und potentielle Anwendung von Leukotrien B4-Agonisten zur Behandlung von Pilzerkrankungen der Haut ist beschrieben (H. Katayama, Prostaglandin 34, 797 (1988).

Weitere Anwendungen für LTB4-Agonisten ergeben sich aus der LTB4-stimulierten Aktivierung von Komponenten des Immunsystems bei verschiedenen Indikationen, wie Infektionserkrankungeπ, Brandverletzungen, in der Tumortherapie oder z. B. in der AIDS-Therapie. Bei AIDS-Kranken wurde z. B. eine verminderte Freisetzung von LTB4 bei der Stimulation von Neutrophilen berichtet (AIDS, 1989, 3, 651).

Die Erfindung betrifft neue, optisch aktive Leukotrien-B4-Derivate der allgemeinen Formel I

worin R ¹ den Rest COOR ³ mit R ³ in der Bedeutung eines Wasserstoffatoms oder einer (C1-C4)-

Alkylgruppe oder R ¹ den Rest CH ₂ OH,

R2 ein Wasserstoffatom oder einen Acylrest mit 1-4 C-Atomen,

A eine Alkylgruppe mit 1-4 C-Atomen in der Kette,

X N oder CH,

— eine Einfach- oder Doppelbindung bedeuten, sowie gegebenenfalls deren Salze mit physiologisch unbedenklichen Basen.

Die Verbindungen der Formel I sind bereits in der WO 91/146 762 beschrieben. Nach dem in dieser Publikation bescnreibenen Verfahren werden die Verbindungen der Formel I jedoch als Diastereomerengemische erhalten.

Die erfindungsgemäßen optisch aktiven Leukotrien-B4-Derivate der Formel I können nun nach einem neuen Verfahren als reine Enantiomere erhalten werden.

Das neue Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise das Racemat der allgemeinen Formel π,

worin R ¹ , A und X die oben angegebenen Bedeutungen haben und Z ein Bromatom oder ein Jodatom symbolisiert, in Gegenwart einer Lipase mit Vinylacetat mittels kinetischer Racematspaltung in die optisch aktiven Verbindungen der Formel II und II,

worin Rl, A, X und Z die oben angegebnene Bedeutungen haben überführt und die optisch aktiven Verbindungen der Formel II nach Veresterung oder die optisch aktiven Verbindungen der Formel III direkt mit einer optisch aktiven Zinnverbinduπg der Formel IV oder V

(C ₄ H,) ₃ Sn> (V)

OH

in Gegenwart eines Palladium-Katalysators, wie zum Beispiel l,l'-Bis-(disphenyIphos-phino)- ferrocen-palladium-II-chlorid umsetzt (EPA 046.069; F. Sato et. al., Chemistry Letters 1987, 1523f)

Die recemischen Ausgangsverbindungen der Formel II werden dadurch hergestellt, daß man in an sich bekannter Weise eine Verbindung der Formel VI,

a worin X und Z die oben angegebenen Bedeutungen haben, mit einer Kupfer-Zink-organischen Verbindung der Formel VII

R ¹ A — Cu(CN)ZnJ (VII)

worin R ¹ und A die oben angegebenen Bedeutungen haben umgesetzt.

Die erfindungsgemäßen, optisch aktiven Verbindungen der Formel I können auch dadurch erhalten werden, daß man sie nach dem Verfahren in der WO 91/146 762 erhaltenen Diastereomerengemische mit Hilfe der Hochdruck-Flüssigkeits-Chromatographie (HPLC) an "Kromasil" in die Diastereomeren trennt und die Diastereomeren mittels HPLC an optisch aktiven Säulen in die Enantiomeren spaltet.

Beispiel 1

(5S)-5-Hydroxy-5-{6-[(lE)-(3R)-3-hydroxy-l-undecenyl]-2-p yridyl}-pentansäure

a) 5-(6-Brom-2-pyridyi)-(5RS)-5-hydroxy-pentansäuremethylester

14,2 g kleingeschnittene Zinkfolie (Firma Aldrich 0,25 mm, 99,999 %) in 20 ml absolutem Tetrahydrofuran (THF) wird mit 1,68 g 1,2-Dimbromethan eine Minute auf 65 °C erhitzt, auf 25 °C abgekühlt, mit 0,9 ml Chlortrimethylsilan versetzt und 15 Minuten unter Argon gerührt. Zu diesem aktivierten Zink wird bei 30 °C eine Lösung von 48 g 4-Jodbuttersäure-methylester in 90 ml absolutem Tetrahydrofuran getropft und die Mischung 16 Stunden bei 35-40 °C gerührt. Die so erhaltene Lösung von 3-Methoxycarbonylpropylzinkjodid in Tetra-hydrofruan bei -20 °C zu einer Lösung von 11,07 g Kupfer-I-cyanid und 11.07 g Lithiumchlorid in 120 ml THF getropft. Die Mischung wird 5 Minuten bei 0 °C gerührt, wieder auf -20 °C gekühlt, mit einer Lösung von 20 g 6- Brompyridin-2-aldehyd in 40 ml Tetrahydrofuran und 51 ml Bortrifluorid-Diethylether-Komplex versetzt, 5 Stunden bei 0 °C und 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Die Reaktionsmischung wird in gesättigter Ammoniumchloridlösung gegossen, der Niederschlag über Kieselgur abgesaut, der Filterrückstand mit Ethylacetat gewaschen, die organische Phase abgetrennt und die Wasserphase noch dreimal mit Ethylacetat ausgeschüttelt. Die organische Phase wird über Natriumsulfat getrocknet, eingeengt und das Rohprodukt an Kieselgel mit Hexan/0-40 % Ethylacetat chromatographiert. Es werden 24,7 g (80 % der Th.) 5-(6-Brom-2-pyridyl)-(5RS)-5- hydroxypentansäuremethylester als hellgelbes Öl erhalten, in dem ca. 12 % 5-(6-Brom-2-pyridyl)- (5RS)-5-hydroxypentansäurelacton enthalten sind.

IR (Film): 3440 (breit), 2945, 2870, 1725, 1580, 1550, 1455, 1405, 1158, 1118, 982,

790, 690 cm" ¹

b) 5-(6-Brom-2-pyridyI-(5S)-5-hydoxypentansäureιnethylester und 5-(6-Brom-2- pyridyl) -(5R)-5-acetoxypentansäuremethylester

7,5 g 5-(6-Brom-2-pyridyl-(5RS)-5-hydoxypentansäuremethylester werden in 150 ml Vinylacetat gelöst und 4,8 g Lipase PS (Amano) zugesetzt. Der Ansatz wird 22 Stunden unter Rühren bei 40 °C inkubiert. Das Enzym wird durch Filtration entfernt und das Filtrat bei 50 °C im Vakuum zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wird durch Chromatographie an feinem Kieselgel mit Hexan +10 % Aceton als Eluens gereinigt. Man erhält 1,59 g 5-(6-Brom-2-pyridyl-(5R)-5-acetoxy-pentansäuremethylester,

[α] _D =+57,2° (c=2,015 in CHC1 ₃ ) sowie 5,0 g 5-(6-Brom-2-pyridyl-(5S)-5- hydoxypentansäuremethylester, [α]E>=+l,2° (c= 2.025 in CHCI3). Da letztere Verbindung nach HPLC noch 13-15 % vom unerwünschten Enantiomeren enthält, werden 4,7 g dieses Materials erneut eingesetzt, nach Lösen in 94 ml Vinylacetat und Zugabe von 3 g Lipase PS wird 44 Stunden bei 40 °C gerührt. Die Auf-arbeitung erfolgt analog zur ersten Stufe. Man erhält nach Saulenchromatographie 1 g 5-(6-Brom-2-pyridyl-(5R)-5-acetoxy-pentansäuremethylester, [a]j^=+49,8° (c=2,030 in CHCI3) sowie 2,2 g 5-(6-Brom-2-pyridyl-(5S)-5-hydoxypentansäuremethylester, [α]£)=-3,0° (c=2.030 in CHCI3). Letztere Verbindung ist nach HPLC 91 %ig und enthält 1,4 % des falschen Enantiomeren (HPLC: Chiralcel OD, Hexan/2-Propanol/Ethanol=900/15/25, 1 ml/min).

c) 5-(6-Brom-2-pyridyl)-(5S)-5-acetoxypentansäuremethylester

Zu einer Lösung von 2,1 g 5-(6-Brom-2-pyridyl)-(5S)-5-hydroxypentansauremethylester in 25 ml Pyridin werden unter Eiskühlung 6 ml Essigsaureanhydrid getropft und die Mischung 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Die Reaktionsmischung wird mit Methanol versetzt, eingeengt und der Rückstand zwischen Wasser und Ethylacetat verteilt. Die organische Phase wird dreimal mit gesättigter Kochsalzlösung ausgeschüttelt, über Natriumsulfat getrocknet und eingeent. Der Rückstand wird an Kieselgel mit Hexan/0-25 % Ethylacetat chromatographiert Es werden 1,83 g farblose Kristalle als Rohprodukt erhalten. Nach Umkristallisation aus n-Hexan erhält man 1,27 g 5- (6-Brom-2-pyridyl)-(5S)-5-acetoxypentansauremethyIester vom Schmelzpunkt 70-71 °C. [α] _D =-62,2° (c=2,015 in Chloroform), 99,5 %ee (HPLC: Chiralpak AD, Hexan/2-Propanol= 120/10, 0,5 ml/min). Die S-Konfiguration dieser Verbindung ist durch eine Ronmtgenstrukturanalyse abgesichert.

IR(CHCH1 ₃ ): 2945, 1728, 1582, 1555, 1433, 1370, 1160, 1120, 985 cm-1.

d) (5S)-5-Acetoxy-5-{6-[(lE)-(3R)-3-hydroxy-l-undecenyl]-2-pyri dyl}- pentansäuremethylester

Eine Lösung von 860 mg 5-(6-Brom-2-pyridyl)-(5S)-5-hydroxypentansauremethylester in 7 ml Toluol wird mit 1,31 g (lE)-l-(Tri-n-butylstannyl)-l-undecen-(3R)-3-ol (EP 0416.069) und 170 mg l,l'-Bιs- (diphenylphosphino)-ferrocen-palladium-II-chlorid versetzt und unter Argon-atmosphare 5,5 Stunden bei 100 °C (Badtemperatur) gerührt. Die Reaktionsmischung wird mit Ethylacetat verdünnt, zweimal mit gesättigter Kochsalzlosung gewaschen, die organi-sche Phase über Natriumsulfat getrocknet und eingeent. Der Ruckstand wird an Kieselgel mit Hexan/0-20 % Ethylacetat chromatographiert. Es

werden 575 mg (53 % d. Th.) (5S)-5-Acetoxy-5-{6-[(lE)-(3R)-3-hydroxy-l-undecenyl]-2-pyri dyl}- entaπsäuremethylester als gel-bes Öl erhalten.

[α] _D =-51,0° (c=0,5 in Aceton), 96,4 %ee (HPLC: Chiralcel OD, Hexan/2-Propa- nol/Ethanol=900/15/25, 1 ml/min).

IR (Film): 3430 (breit), 2920, 2845, 1735, 1655, 1585, 1570, 1368, 1230, 1160,

970 CITΓ ¹ .

e) (5S)-5-Hydroxy-{6-[(lE)-(3R)-3-hydroxy-l-undecenyI]-2-pyridy l}-pentansäure

Eine Lösung von 120 mg (5S)-5-Acetoxy-5-{6-[(lE)-(3R)-3-hydroxy-l-undecenyl]-2-pyri dyl}- pentaπsäuremethylester in 6 ml Methynol wird mit 3,7 ml 2n Natronlauge versetzt und 4 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Das Methanol wird im Vakuum entfernt, der Rückstand mit wenig Wasser versetzt, mit 2n Schwefelsäure auf pH4 angesäuert, dreimal mit Ethylacetat ausgeschüttelt, die organische Phase über Natriumsulfat getrocknet und eingeengt. Es werden 95 mg (5S)-5-Hydroxy-{6- [(lE)-(3R)-3-hydroxy-l-undecenyI]-2-pyridyI}-pentansäure als gelbes Öl erhalten. [α] _D =-20,l ° (c=0,565 in Aceton)

IR (Film): 3360 (breit), 1710, 1590, 1572, 1455, 970 cm' ¹ .

Beispiel 2

(5S)-5-Hydroxy-5-{6-[(lE)-(3R)-3-hydroxy-l-undecenyfl-2-p yridyl}-pentansäuremethyIester

Eine Lösung von 15 mg (5S)-5-Acetoxy-5-{6-[(lE)-(3R)-3-hydroxy-l-undecenyI]-2-pyri dyl}- pentansäuremethylester in 0,5 ml absolutem Methanol wird mit 6,5 mg wasserfreiem Kaliumcarbonat versetzt und 4 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Die Reaktioπsmischung wird mit 2n Schwefelsäure auf pH4 angesäuert, mit Wasser verdünnt, dreimal mit Ethylacetat ausgeschüttelt, die organische Phase über Natirumsulfat getrocknet und eingeent. Es werden 13 mg der Titelverbindung als gelbes Öl erhalten. [α] _D =-16,9°(c=0,360 in Aceton)

IR (CHC1 ₃ ): 3600, 3420 (breit), 2925, 2860, 1730, 1574, 1455, 1260, 1010 cm ^"1 .

Beispiel 3

Präparative HPLC-Trennung von (5RS)-5-Hydroxy-5-{6-[(lE)-(3RS)-3-hydroxy- l-undecenyl]-2-pyridyl}-pentansäuremethylester in die 4 Enantiomeren

a) 137 mg (5RS)-5-Hydroxy-5-{6-[(lE)-(3RS)-3-hydroxy-l-undecenyl]-2-py ridyl}-pentansäu- remethylester (WO 91/14676) werden in 20 ml Eluent (Hexan/Chloroform/2-Propa-noI=700/270/30) gelöst und in 4 ml-Injektionen an einer HPLC-Anlage über eine Kromasilsäule (100 Si, 250 mm x 4,6 mm, 10 μm) mit einem Eluentenfluß von 16 ml/min und einer UV-Detektion bei 305 mm in die Diastereomeren A und B getrennt. Es werden 68 mg des Diastereomeren A (Retentionszeit: 19,6 min) und 55 mg des Diastereomeren B (Retentionszeit: 24,8 min) erhalten.

b) 68 mg des Diastereomeren A werden in 12 ml Eluent (Hexan/Ethanol=800/200) gelöst und in 4 ml- Injektionen an einer HPLC-#Anlage über eine Chiralcel OD-Säule (500 mm x 20 mm, 20 μm) mit einem Eluentenfluß von 9 ml/min bei 40 °C und einer UV-Detektion bei 305 mm in die Enantiomeren AI und A2 getrennt Es werden 31 mg des Enantiomeren AI (Retentionszeit: 9,2 min) und 33 mg des Enantiomeren A2 (Retentionszeit: 11,8 min) erhalten.

c) 55 mg des Diastereomeren B werden in 10 ml Eluent (Hexan/2-Propanol=500/500) gelöst und in 1 ml-Injektionen an einer HPLC-Anlage über eine Chiralcel OF-Säule (250 mm x 4,6 mm, 10 μm) mit einem Eleutenfluß von 0,5 ml/min und einer UV-Detektion bei 305 mm in die Enantiomeren BI und B2 getrennt. Es werden 23 mg des Enantiomeren BI (Retentionszeit: 12,7 min) und 22 mg des Enantiomeren B2 (Retentionszeit, 19,1 min) erhalten.

Das Enantiomere BI ist nach HPLC identisch mit dem nach Beispiel 2 erhaltenen (5S)-5-Hydroxy-5- {6-[(lE)-(3R)-3-hydroxy-l- undecenyl]-2-pyridyl}-pentansäuremethylester.

Beispiel 4

(5S)-5-Hydroxy-5-{6-[(lE)-(3R)-3-hydroxy-l- undecenyl]-2-pyridyI}-pentansaure

Unter den Bedingungen des Beispiels le werden 23 mg des Enantiomeren BI in 1 ml Methynol mit 1 ml Natronlauge verseift und aufbereitet. Es werden 14 mg der Titelverbindung als gelbes Öl erhalten. [α] _D =-18,4° (c=0,19 in Aceton).

Beispiel 5

(SR)-5-Hydroxy-5-{6-[(lE)-(3S)-3-hydroxy-l-undecenyl]-2-p yridyl}-pentansäure

Unter den Bedingungen des Beispiels le werden 22 mg des Enantiomeren B2 in 1 ml Methynol mit 1 ml Natrolauge verseift und aufbereitet. Es werden 21 mg der Titelverbindung als gelbes Öl erhalten. [α] _D =+17,2° (c=0,51 in Aceton)

Beispiel 6

(5R oder 5S)-5-Hydroxy-5-{6-[(lE)-(3R oder 3S)-3-hydroxy-l-undecenyI]-2-pyridyI}- pentansäure

Unter den Bedingungen des Beispiels le werden 31 mg des Enantiomeren AI in 1 ml Methanol und 1 ml Natronlauge verseift und aufbereitet. Es werden 16 mg der Titelverbindung als gelbes Öl erhalten. [α]r _j >=+15,4° (c=0,505 in Aceton).

Beispiel 7

(5R oder 5S)-5-Hydroxy-5-{6-[(lE)-(3R oder 3S)-3-hydroxy-l-undecenyl]-2-pyridyl}- pentansäure

Unter den Bedingungen des Beispiels le werden 33 mg des Enantiomeren A2 in 1 ml Methanol und 1 ml Natronlauge verseift und aufbereitet. Es werden 26 mg der Titelverbindung als gelbes Öl. [α] _D =-13,l° (c=0,51 in Aceton).