CH651019A5

CH651019A5 - Tioacil-carnitine, procedimento per la loro preparazione e composizioni farmaceutiche che le contengono ad azione mucolitica.

Info

Publication number: CH651019A5
Application number: CH5917/82A
Authority: CH
Inventors: Claudio Cavazza; Maria Ornella Tinti
Original assignee: Sigma Tau Ind Farmaceuti
Priority date: 1981-12-03
Filing date: 1982-10-08
Publication date: 1985-08-30
Also published as: US4518613A; JPH0332545B2; DE3240112A1; LU84496A1; SE8206129L; ES8401752A1; GB2110670A; CA1188317A; ES517888A0; GB2110670B; JPS58113172A; IT8149835A0; IT1172127B; KR840002351A; IT8149835A1; SE8206129D0; IE53965B1; BE894959A; DK535482A; ATA438182A

Description

La presente invenzione riguarda una classe di tioacil-carnitine di formula generale (I)

( CH. ) J-CH -CH-CH -C00H 3 3 2 j 2

X" 0C0-R-SC0-R1

«s in cui

R è un radicale alchilenico lineare avente da 2 a 6 atomi di carbonio, o radicale alchilenico ramificato avente da 3 a 6 atomi di carbonio;

3

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Rj è un radicale alchilico inferiore lineare o ramificato avente da 1 a 4 atomi di carbonio; e X- è un anione alogenuro.

I composti di formula generale (I) sono dotati di spiccata attività mucolitica ed antitussigena e di bassa tossicità, come verrà posto in evidenza più avanti. Pertanto, l'invenzione riguarda anche composizioni farmaceutiche ad attività mucolitica ed antitussigena contenenti come principio attivo almeno uno dei composti (I) formulati con i veicoli ed eccipienti normalmente impiegati nella tecnica farmaceutica.

Infine, l'invenzione riguarda un procedimento per la preparazione delle tioacil-carnitine (I). Tale procedimento, nel caso in cui R sia detto radicale alchilenico lineare è caratterizzato dal fatto che:

si fa reagire un tioacido di formula generale (II)

RjCOSH

in cui Rj ha il significato precedentemente indicato con un composto di formula generale (III)

> (CH ) Ä-CH -CH-CH -C00H

3 3 2 | 2

X* 0C0(CH2)n-CH=CH2

i5 ove n è un numero intero compreso fra 0 e 4, secondo lo schema di reazione:

R C0SH+(CH ) S-CH -CH-CH -C00H—^(I ), R=alchilerie lineare 1 3 3 2 j 2

X" :0C0(CHo) -CH=CH 2 n 2

Tale procedimento, nel caso in cui R sia detto radicale alchilenico ramificato, è caratterizzato dal fatto che: 25 si fa reagire un tioacido di formula generale (II) RjCOH in cui Rt ha il significato precedentemente indicato con un composto di formula generale (IV)

30

(CH3 )3S-CH2"CH-CH2-C00H X"

0C0-( CH ) CH=CH-( CH ) -| -R0 2 m 2 m 2

ove m e m1 sono numeri interi compresi fra 0 e 3, e tali che 35 la somma degli atomi di carbonio in (CH2)m + (CH2)ml soddisfi alla condizione O < (CH2)m + (CH^1 < 3; e R2 è un radicale alifatico inferiore avente da 1 a 4 atomi di carbonio, secondo lo schema di reazione:

C0SH+( CHg )2N-CH2~ÇH-CH2-COOH-*-( I ), R=alchilene ramificato X" 0C0(CH2)m-CH=CH-(CH2-Rg atomi di carbonio, secondo lo schema di reazione:

R^C0SH+(CH3)2^-CH2-CH-CH2-C00H-^(I,tioacile non terminale)

X- 0C0(CH2 )m-CH=CH-(CH2)m1 -R2

Il radicale R è preferibilmente scelto nella classe costituita da etilene, trimetilene, tetrametilene, etil-etilene, propilene, 1-metil terimetilene e 2-metil trimetilene.

I radicali Rx e R2 sono preferibilmente scelti nella clas-55 se costituita da metile, etile, propile, isopropile e butile.

La reazione fra (II) e (III) oppure fra (II) e (IV) decorre in modo estremamente semplice. È sufficiente porre a contatto i reagenti, anche in assenza di solventi o sospendenti e mantenere sotto agitazione la miscela di reazione da alcu-60 ne ore ad alcuni giorni, ad una temperatura compresa fra la temperatura ambiente e 50°C circa. È preferibile impiegare un eccesso di tioacido (II) rispetto a (III) o (IV). Tale eccesso varia da circa 3:1 (molare) nel caso in cui si opera in presenza di solventi, a circa 30:1 (molare) in assenza di 65 solventi.

Gli eventuali solventi o sospendenti, così come le procedure di isolamento e purificazione, sono quelli tradizional- mente impiegati nelle sintesi organiche.

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I seguenti esempi non limitativi illustrano il procedimento di preparazione e le caratteristiche chimico-fisiche di alcuni dei composti secondo l'invenzione.

Esempio 1 3-tio-acetil propionil carnitina (ST 405)

( CH3 )3t-CH2-.CH-CH2-C00H

( CH3)3-ft-CH2-CH-CH2-C00H

CI" 0C0(-CH2)2-Br r

ci- oco-ch=ch2

(CH3 )3-ft-CH2-CH-CH2-C00H

f

(1) Preparazione della acrìloil carnitina.

Ad una soluzione di 4 g di bromopropionil carnitina in 40 mi di H20 vennero aggiunti 100 ce di resina amberlite IR 45 attivata in forma OH. La miscela venne mantenuta sotto agitazione per 2 ore, quindi filtrata e liofilizzata.

Il grezzo così ottenuto venne pure purificato per cromatografia con gel di silice tamponata con NajHP04 1,5% eluendo con metanolo. Il prodotto eluito dalla colonna venne trattato con HCl e successivamente liofilizzato; si ottenne 1,5 g di prodotto puro. Resa 42%.

NMR DaO 8 6,6-6,3 (3H, m, CH=CH2); 5,6 (IH, m, -CH-);

CI- 0C0-(CH2)2-SC0-CH3

(2) Preparazione della 3-tioacetil propionil carnitina.

Acriloil carnitina sale interno (0,008 moli) ottenuta nello stadio (1) venne sospesa in 40 mi di alcool etilico assoluto. Alla risultante sospensione venne aggiunto acido tio-25 acetico (0,0238 moli). La sospensione venne tenuta sotto agitazione per 3 ore e precipitata con etere etilico anidro e mantenuta una notte in frigorifero. Precipitò un olio che venne separato per decantazione e purificato ripetutamente sciogliendolo in etanolo e precipitandolo con etere etilico', so II grezzo così ottenuto venne ripreso con acqua, acidificato con HCl concentrato a 0°C e successivamente liofilizzato.

Si ottennero 1,9 g di prodotto. Resa 75%.

O NMR D20 S 5,6 (IH, m, -CH-); 3,8 (2H, m, ^N-CH2-); + CH3 + « |

3,8 (2H, m, 5=N-CH2); 3,3 (9H, s, CH3^N-); O

2,6 (2H, d, -CH2CO). 3^0-2,6 (6H, m,^Ç&jcOOH, -COCH,CH„-S-);

2,3 (3H, s, -COCH3).

( CH3 )3-ììr-CH2-CH-CH2-C00H CI- OH

Esempio 2 5-tioacetil pentanoil carnitina ST 412

(CH3)3-Ä-CH2-CH-CH2-C00H

Cl- 0C0-(CH2)2-CH=CH2

-t V

(ch3 )3-n-ch2-ch-ch2-cooh ci- 0C0-(ch2)4-scoch3

(1) Preparazione della allil acetil carnitina.

Ad una soluzione di carnitina cloruro (9 g, 0,045 moli) in 15 cc di acido trifluoro acetico vennero aggiunte 0,13 moli di allil acetil cloruro. La risultante soluzione venne «o mantenuta a 45°C per 4 ore. Successivamente, alla soluzione si aggiunse acetone, si separò la carnitina non reagita e si precipitò con etere etilico. Il grezzo così ottenuto venne purificato per precipitazione da isopropanolò-etere etilico. Si ottennero 9,5 g di prodotto. Resa 66%.

65

NMR D20 5 5,7 (2H, m, -CH= CH2, -CH-);

5

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5.1 (2H, m, -CH= ÇH^; 3,8 (2H, m, ^N--CH2);

3.3 (9H, s, (CH3)3-N); 2,8 (2H, d.-CHXOOH):

2.5 (4H, m, -COCH2-CH2-).

(2) Preparazione della 5-tioacetil pentanoil carnitina.

Alla allil acetil carnitina (4 g; 0,013 moli) dello stadio (1) si aggiunsero 22,4 g (0,38 moli) di acido tioacetico. La risultante soluzione fu tenuta a 40°C per una notte. Successivamente alla soluzione venne aggiunto etere etilico e il precipitato formatosi venne isolato per decantazione. Il precipitato venne sciolto in acqua ed estratto per 3 volte con etere etilico. La fase acquosa venne concentrata e lavata con acetone, con ottenimento di 3,9 g di prodotto. Resa 84%.

NMR D20 8 5,6 (IH, m, -CH-); 3,7 (2H, m, ^N-CH2-);

O

3.2 (9H, s, (CH3)3-N-);

2,7 (6H, m, -CH2COOH; OCOCH2-; CH2S);

2.4 (3H, s, -COCH3);

1.6 (4H, m, -COCH,CH,CH,CH, S-).

Esempio 3 3-tioacetìl butirril carnitina (ST 406)

(CH3)3-N-CH2-CH-CH2-C00H + CH3CH=CHC0C1

CI- OH

(CH,)0-N-CH2-CH-CH2-COOH

CI" 0C0CH= CH-CH3

.1

(CH3 )3-N-CH2-CH-CH2-C00H

CI- 0C0CH2-p-CH3 SC0CH3

(1) Preparazione della crotonoil carnitina.

Ad una soluzione di carnitina cloruro (8 g; 0,04 moli) in acido trifluoroacetico vennero aggiunti 8 cc (0,08 moli) di crotonoil cloruro. La miscela venne mantenuta una notte sotto agitazione a 50°C. Successivamente, alla miscela venne aggiunto etere etilico con formazione di un precipitato. Il precipitato venne separato per filtrazione e utilizzato tal quale per la reazione successiva.

NMR D20 5 7,5-6,9 (IH, m, -OCOCH= CH-);

6,3-5,5 (2H, m, -OCOCH=CH-: -CH-)

O

3,8 (2H, m, ^N-CH2-); 3,3 (9H, s, (CH3)3-N); 2,8 (2H, d, -CH2 COOH); 2,0 (3H, d, =CH-CH3).

(2) Preparazione della 3-tioacetil butirril carnitina.

Alla crotonoil carnitina (3,5 g; 0,01 moli) dello stadio

(1) vennero aggiunti 15 cc (0,20 moli) di acido tioacetico. La miscela di reazione venne mantenuta sotto agitazione 4 giorni a temperatura ambiente. Alla miscela di reazione si aggiunse etere etilico. Si ottenne un olio che venne purificato sciogliendolo in etanolo e riprecipitando con etere etilico. La precipitazione venne ripetuta più votte. Successivamente, il precipitato venne sciolto in acqua ed estratto 3 volte con etere etilico. La soluzione acquosa venne liofilizzata. Si ottennero 2,6 g di prodotto. Resa 70%.

NMR D20 8 5,5 (IH, m, -CH-); 3,8 (2H, m, ^=N-CH2-);

I

- O

3,2 (9H, s, (CH3)3-N);

2,6-2,9 (4H, m, -CH2 COOH; -OCOCH2-);

2,4 (3H, s, -COCH3); 2,2 (IH, m, -CH-SCO-);

1,4 (3H, d, -CH-CH3).

Sono state misurate la tossicità acuta, l'attività espettorale, l'attività mucolitica e l'effetto sull'attività ciliare dei composti di formula (I).

Tossicità acuta La DL50 dei composti di formula generale (I) valutata col metodo di Weil («Tables for convenient calculation of median effective dose (LD50 or ED50) and instructions in their use», Biométries, 249-253, 1952), per somministrazione endoperitoneale nel topo è riportata nella tabella 1.

TABELLA 1

DL50 e limiti fiduciali mg/kg ep dei composti di formula (I). Metodo di Weil N = 4 — K = 4

Composto

DL50

limiti fiduciali

ST-405

378

489- 292

ST-406

97

115- 82

ST-412

1540

1760-1320

Attività espettorante La sperimentazione venne eseguita su conigli del peso di 2-3 kg, di sesso maschile, narcotizzati con uretano etilico, seguendo il metodo descritto da Perry e coll. (J. Pharm. Exp. Ther. 73, 65, 1941).

Gli animali narcotizzati, legati su lettucci di contenzione a testa in basso con un'inclinazione di 60°, furono incan-nulati mediante una cannula tracheale collegata ad un dispositivo di alimentazione a portata uniforme di aria preriscaldata (36r38°C) ad umidità costante (80%). All'estremità inferiore dalla cannula tracheale era assicurato un cilindro, in cui si raccoglieva il secreto bronchiale. Tutti gli animali respiravano spontaneamente, per cui essi stessi stabilivano la quantità di aria necessaria per la respirazione. Dopo un'ora dall'incannulazione si procedeva alla somministrazione per via orale (mediante sondaggio gastrico) dei composti di formula generale (I) alle dosi comprese tra 20 e 40 mg solu-bilizzanti in acqua distillata.

Ciascuna dose di farmaco venne somministrato a 5 animali. Gli animali di controllo (8) ricevevano solo acqua. La determinazione della quantità di secreto venne effettuata dopo 1, 2 e 4 ore dalla somministrazione. I risultati conseguiti, riassunti in tabella 2, documentano che i composti di formula generale (I) non presentano attività espettorante.

Attività mucolitica La sperimentazione fu condotta in vitro utilizzando il metodo descritto da Morandini e coli. (Lotta contro la tu-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

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6

bercolosi 47, n. 4, 1977). Utilizzando un tromboelastogra-fo si seguirono le variazioni indotte dai composti di formula (I) e dalla acetilcisteina sulle proprietà Teologiche dell'escreato umano.

I risultati conseguiti, riassunti in tabella 3, documentano che i composti di formula (I) inducono una riduzione della densità dell'escreato umano di intensità superiore a quella delPacetilcisteina.

Effetto sull'attività ciliare

La capacità dei composti di formula (I) di influenzare la motilità ciliare è stata studiata osservando al microscopio il movimento ciliare in anelli tracheali di ratto immersi in soluzioni dei composti in esame. Tale tecnica permette di evidenziare, in funzione della concentrazione e del tempo, il blocco del movimento ciliare operato dalle sostanze in esame che è espressione dell'allontanamento del muco dall'epitelio ciliato.

Per sostanze da usarsi in soluzioni, il suddetto blocco non deve avvenire in tempi inferiori a 15 minuti di contatto.

Le sostanze di formula (I) in soluzione acquosa al 2% hanno determinato il blocco dell'attività ciliare in tempi compresi tra 18 e 22 minuti.

TABELLA 2

Effetti di composti di formula (I) sulla secrezione bronchiale

Composti

Variazioni percentuali ± e.s. del secreto bronchiale rispetto ai valori basali ai seguenti tempi dalla somministrazione Ih 2 h 4 h maggiori sempre superiore a quella delPacetilcisteina. Nessun composto aumenta d'altro lato la secrezione bronchiale né d'altro canto è capace di bloccare il movimento ciliare dell'epitelio di anelli tracheali in tempi inferiori a quelli 5 consentiti.

Rientra nell'ambito della presente invenzione l'uso terapeutico dei composti di formula (I) per la cura delle affezioni delle vie bronchiali, comprendente la somministrazione per via orale o parenterale a pazienti che ne necessitano di io una quantità terapeuticamente efficace di un composto di formula generale (I).

Tale metodo comprenderà generalmente la somministrazione per via orale o parenterale di circa 15-70 mg/kg di peso corporeo/giorno di composto di formula generale (I), i5 sebbene dosi minori o maggior di quelle indicate potranno venir somministrate in base al discernimento del medico curante in base all'età, peso, condizioni generali e quadro patologico del paziente trattato.

In pratica, i composti vengono somministrati oralmen-20 te o parenteralmente, in qualsiasi delle usuali forme farmaceutiche che vengono preparate mediante procedure convenzionali, ben note agli esperti di queste tecniche. Queste forme comprendono forme di dosaggio unitario orale, sia solide che liquide, come ad esempio pastiglie, capsule, so-25 luzioni, sciroppi e simili, e forme iniettabili quali ad esempio soluzioni sterili per ampolle e fiale. Di seguito vengono forniti alcuni esempi non limitativi di composizioni atte alla somministrazione orale e parenterale.

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Formulazioni farmaceutiche

Controllo (HaO)

ST-405

ST-406

ST-412

+ 1,3 ± 0,04 +2,2 ± 0,05 +3,5 ± 0,04

+ 1,1 ± 0,03 +1,9 ± 0,04 +3,6 ± 0,05

+1,4 ± 0,05 +1,9 ± 0,05 +3,4 ± 0,04

+ 1,3 ±0,04 +2,1 ±0,05 +3,1 ±0,03

n = 6 animali per gruppo.

TABELLA 3

Attività mucolitica in vitro dei composti di formula generale (I) e dell'acetilcisteina: modificazioni della densità dell'escreato umano.

Caduta percentuale ± e.s. del tracciato rispetto all'ampiezza massima (X) dopo aggiunta di 1 mi di una soluzione al 10% dei composti alle diluizioni indicate.

Composti 1/30 1/60

Fiale per aerosol o per via intramuscolare Ogni fiala contiene:

— ST-405

35 — sodio metabisolfito

— acqua distillata apirogena Sciroppo

— ST-405

— sorbitolo 70%

40 — saccarosio

— etanolo

— p-idrossibenzoato

— essenze aromatizzanti

— acqua distillata

— saccarina

45

g

0,40

mg

10

ml

3

g

4,0

g

15

g

50

ml

1

mg

0,2

ml

0,5

q.b.a.

100

g

0,20

ST-405

79

65

ST-456

88

70

ST-412

87

64

Acetilcisteina

84

55

(X) Indice di attività mucolitica

Come dimostrato sperimentalmente, i composti della presente invenzione modificano positivamente le proprietà Teologiche dell'escreato. Esaminando i risultati ottenuti si rileva una diminuzione della densità dell'escreato alle dosi maggiori o diluizioni minori ed alle dosi minori o diluizioni

Supposte adulti

— ST-405

— sodio metabisolfito so— eccipienti q.b. a 1 supposta Supposte pediatriche

— ST-405

— sodio metabisolfito

— eccipienti q.b. a 1 supposta

55

Supposte lattanti

— ST-405

— sodio metabisolfito

— eccipienti q.b. a 1 supposta

60

Bustine monodosi g 5 Compoosizione per 100 g:

— ST-405

— saccarina

65 — aroma arancia

— liofilizzato d'arancia

— saccarosio q.b. a g 100

g 0,40 g 0,020

g 0,20 g 0,010

g 0,10 g 0,005

g g g

3,80 0,20 0,5

g 10

v

Claims

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2

RIVENDICAZIONI

1. Tioacil-carnitine di formula generale (I)

( CH. ) Î\Î-CH -CH-CH -C00H 3 3 2 | 2

X" 0C0-R-SC0-R.

1

in cui

R è un radicale alchilenico lineare avente da 2 a 6 atomi di carbonio oppure un radicale alchilenico ramificato avente da 3 a 6 atomi di carbonio;

Ri è un radicale alchilico inferiore lineare o ramificato avente da 1 a 4 atomi di carbonio; e X- è un anione alogeno.
2. Quale tio-acil carnitina della rivendicazione 1 la 3-tioacetil-propionil-carnitina.
3. Quale tio-acil carnitina della rivendicazione 1 la 5-tioacetil-pentanoil-carnitina.
4. Quale tio-acil carnitina della rivendicazione 1 la 3-tioacetil-butirril-carnitina.
5. Procedimento per la preparazione delle tioacil-carnitine (I) della rivendicazione 1, in cui R è detto radicale al-

s chilenico lineare caratterizzato dal fatto che:

si fa reagire un tioacido di formula generale (II)

RjCOSH (II)

io in cui Rj ha il significato precedentemente indicato con un composto di formula generale (III)

(CH_ ) É-CH -CH-CH -C00H 3 3 2 j 2

X" 0C0(CH2)n-CH=CH2

ove n è un numero intero compreso fra 0 e 4, secondo lo schema di reazione:

R1 C0SH+( CH3 )3ft-CH2-CH-CH2-C00H-*- ( I ), R=alchilene lineare

X~ 0C0(CH ) -CH=CH 2 n 2
6. Procedimento per la preparazione delle tioacil-carnitine (I) della rivendicazione 1, in cui R è detto radicale alchilenico ramificato, caratterizzato dal fatto che:

si fa reagire un tioacido di formula generale (II) RjCOSH so in cui Ri ha il significato precedentemente indicato con un composto di formula generale (IV)

(ch3 )3S-ch2-ch-ch2-cooh

35 x" 0c0-( ch ) ch=ch-(ch,j i-r

2 m 2 m 2

ove m e m1 sono numeri interi compresi fra 0 e 3 tali che la somma degli atomi di carbonio in (CH2)m + (CTQj,,1 40 soddisfi alla condizione

O < (CH2)m + (CH^1 < 3; e R2 è un radicale alifatico inferiore avente da 1 a 4 atomi di carbonio, secondo lo schema di reazione:

R.J C0SH+( CH3 J^-CH -CH-CH — COOH—ì-( I ), R=alchilene ramificato

X~ 0C0(CH ) -CH=CH-(CH_) i -R„ 2 m 2 m1 2

so 7. Composizioni farmaceutiche ad attività mucolitica ed antitussigena, caratterizzate dal fatto che in qualità di principio attivo contengono una quantità terapeuticamente efficace di almeno uno dei composti (I) della rivendicazione 1.

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