DK145879B - Analogifremgangsmaade til fremstilling af 1-sulfonyl-5(6)-substituerede benzimidazoler - Google Patents

Description

i 145879

Den foreliggende opfindelse angår en analogifremgangsmåde til fremstilling af hidtil ukendte l-sulfonyl-5(6)-substi-tuerede benzimidazoler med den i kravets indledning anførte almene formel I, og fremgangsmåden ifølge opfindelsen er 5 ejendommelig ved det i kravets kendetegnende del anførte.

De omhandlede forbindelser virker hæmmende på væksten af virus.

Fremkomsten af sygdomstilfælde i den øvre del af vejrtrækningssystemet er umådelig stor. Man har beregnet, at hen-10 ved 1 milliard tilfælde årligt finder sted i USA alene. Undersøgelser i England (Tyreli and Bynoe, Lancet 1, 76 (1966)), viser, at 74% af de personer, der havde forkølelser, var inficeret med rhinovirus. Da der allerede er identificeret mere end 80 stammer af rhinovirus, er ud-15 vikling af en praktisk rhinovirusvaccine ikke mulig, og kemoterapien synes at være en mere velegnet behandlingsform.

Kemiske forbindelsers evne til at undertrykke væksten af virus in vitro kan let vises ved at anvende en virusplet-undertrykkelsesmetode analog med den, der er beskrevet af 20 Siminoff i Applied Microbiology, 9(1), 66 (1961).

Fra USA patentskrift nr. 3 853 908 kendes visse antifungale l-dimethylaminosulfonyl-2-aminobenzimidazolforbindelser.

Fra beskrivelsen til dansk patentansøgning nr. 2921/75 kendes benzimidazol-derivater, der er beslægtede med de iføl-25 ge opfindelsen fremstillede benzimidazoler, og som inhibe-rer væksten af visse vira, såsom rhinovirus, poliovirus, Coxsackievirus, echovirus og Mengo-virus. Disse kendte benzimidazol-derivater er imidlertid ikke så virksomme som de ifølge opfindelsen fremstillede forbindelser.

30 Det er således formålet med opfindelsen at tilvejebringe en fremgangsmåde til fremstilling af hidtil ukendte, biologisk virksomme benzimidazolforbindelser, der hæmmer væk- 2 145879 sten af virus, isser rhinovirus, poliovirus, Coxsackievirus, echovirus og Mengo-virus.

De omhandlede forbindelser med formel I fremstilles ifølge opfindelsen ved dehydratisering af mellemprodukter med for-5 mel II. Egnede dehydratiseringsmidler ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er stærke syrer, såsom p-toluensulfonsy-re, svovlsyre, trifluoreddikesyre, methansulfonsyre eller trifluormethansulfonsyre.

Mellemprodukterne med formel II er hidtil ukendte forbindel-10 ser, som kan opnås ved, at man omsætter en tautomer benz-imidazol med den almene formel c6h5-c--\\_m2 (III) so2r hvori R har den ovenfor anførte betydning, med et alkylmag-nesiumhalogenid med 1-7 carbonatomer eller alkyllithium med 1-7 carbonatomer efterfulgt af en hydrolyse. Alkyle-15 ringen foregår fortrinsvis i et inert organisk opløsningsmiddel .

Betegnelsen "tautomer bezimidazol" referer til benzimidazo-ler, der kan være substitueret på begge ringnitrogenatomer med et hydrogenatom. En benzimidazol, der er usubstitueret 20 på nitrogenatomet, og som har en substituentgruppe i 5-stil-ling i benzenringen, har en tilsvarende tautomer form, hvori substituenten sidder i 6-stillingen. Den isomere blanding kan angives ved at nummerere de alternative positioner som 5(6).

25 Alkyl med 1-4 carbonatomer refererer til ligekædede og forgrenede alifatiske radikaler med 1-4 carbonatomer omfattende methyl, ethyl, butyl, isobutyl, sek.-butyl og 3 145879 tert.-butyl.

Cycloalkyl med 5-7 carbonatomer refererer til mættede ali-cycliske ringe med 5 til 7 carbonatomer, såsom cyclopentyl, cyclohexyl, 1-, 2-, 3- eller 4-methylcyclohexyl og cyclo-5 heptyl.

Alkyliden med 1-7 carbonatomer refererer til ligekædede og forgrenede radikaler med 1 til 7 carbonatomer, såsom me-thyliden, ethyliden, propyliden, isopropyliden, butyliden, isobutyliden, 3-methyl-2-butyliden, 2,4-dimethyl-3-pen-10 tyliden og n-hexyliden.

Foretrukne opløsningsmidler til dehydratisering er aromatiske forbindelser, såsom benzen og toluen, alkaner, såsom hexan, og halogenerede carbonhydrider, såsom methylenchlorid og chloroform. Temperaturen ligger normalt på mellem 25 °C 15 og opløsningsmidlets kogepunkt.

Benzimidazolerne med formlen (III) fremstilles som beskrevet i dansk patentansøgning nr. 3860/76.

Reaktionsproduktet er en 1-sulfonylbenzimidazolforbindelse.

Denne kan isoleres ved filtrering af reaktionsblandingen og 20 koncentrering af filtratet til krystallisation. Alternativt kan reaktionsblandingen inddampes til tørhed og remanensen behandles med et egnet opløsningsmiddel, såsom acetone eller methanol, til fraseparering og fjernelse af uopløselige stoffer. Opløsningen, der indeholder sulfonylbenzi-25 midazolforbindelsen, koncentreres til udkrystallisation af produktet eller inddampes til opnåelse af en anden remanens, der f.eks. opløses i methanol. Sulfonylbenzimidazolforbindel-sen udvindes fra methanolen ved krystallisation.

5(6)-Isomerene kan separeres ved fraktioneret krystallisa-30 tion eller ved kolonnechromatografi. Sædvanligvis krystalliserer 6-isomeren først fra en opløsning af blandingen.

4 145879 Følgende eksempler illustrerer nærmere fremgangsmåden til fremstilling af de omhandlede forbindelser, "m/e" anvendes til karakteristik af forbindelserne og refererer til masseladningsforholdet for ioner, der findes i massespektret for 5 forbindelserne. Generelt svarer værdierne til molekylvægten af hovedfraktionerne.

EKSEMPEL 1 2 g (5,5 mmol) l-dimethylaminosulfonyl-2-amino-6-(a-hydroxy-a-methylbenzyl)benzimidazol i 130 ml chloroform omsattes med 10 1,3 g p-toluensulfonsyre. Opløsningen kogtes med tilbagesva ling og uiider omrøring i 6 timer. Herefter vaskedes opløsningen med mættet natriumcarbonat, tørredes og filtreredes til opnåelse af 1,7 g l-dimethylaminosulfonyl-2-amino-6-(a-methylenbenzyl)benzimidazol, smp.: 201-202°C.

15 Analyse: ^^18¾¾8 Molvægt 342

Beregnet: C 59,63; H 5,30; N 16,36

Fundet: C 59,67; H 5,35; N 16,07 EKSEMPEL 2

Fremgangsmåden ifølge eksempel 1 blev gentaget, idet der an-20 vendtes 1,2 g (3,21 mmol) l-dimethylaminosulfonyl-2-amino- 6-(a-ethyl-a-hydroxybenzyl)benzimidazol, 750 mg p-toluensulf ons irre og 100 ml chloroform, hvorved der blev opnået 388 mg l-dimethylaminosulfonyl-2-amino-6-(a-ethylidenbenzyl)-benzimidazol, smp.: 200-202°C (dek.).

25 Massespektrum for cisH20N4°2S

Beregnet: 356,13107

Fundet: 356,131 5 145879 EKSEMPEL 5 Når fremgangsmåden fra eksempel 1 blev gentaget under anvendelse af 1,2 g (3»2 mmol) l-dimethylaminosulfonyl-2-amino- 6-(oc-isopropyl-a-hydroxybenzyl)benzimidazol, 750 mg p-toluen-5 sulfonsyre og 100 ml chloroform, opnåedes som et beigefarvet fast stof 82 mg l-dimethylaminosulfonyl-2-amino-6-(oc-iso-propylidenbenzyl)benzimidazol.

Analyse: cigH22N4°2S

Beregnet: C 61,60; H 5,99; N 15,12 10 Pundet: C 61,38; H 5,81; N 14,85 EKSEMPEL 4 2 g (5,6 mmol) l-isopropylsulfonyl-2-amino-6-(a-hydroxy-cc- methylbenzyl)benzimidazol 1 100 ml chloroform omsattes med 1,3 g p-toluensulfonsyre. Opløsningen kogtes med tilbagesva-15 Ung og under omrøring i 4 timer. Opløsningen afkøledes til 25 °C, vaskedes to gange med mættet kaliumcarbonat, vaskedes to gange med vand, tørredes over natriumsulfat, koncentreredes under vacuum og omkrystalliseredes fra diethyl-ether/hexan til opnåelse af 1,1 g 1-isopropylsulfonyl-20 2-amino-6-(a-methylenbenzyl)benzimidazol som lysorange farvede krystaller, smp.: 147-148 °C.m/e 341.

Analyse: (^18^19^3^2^ MV 341

Beregnet: C 63,32; H 5,61; N 12,31

Fundet: C 63,58; H 5,53; N 12,15 25 EKSEMPEL 5

Fremgangsmåden i eksempel 4 blev gentaget, idet der anvendtes 1 g (2,5 mmol) l-isopropylsulfonyl-2-amino-6-(a-hydroxy-a-n-butylbenzyl)benzimidazol, 75 ml chloroform og 600 mg p-toluensulfonsyre, og der kogtes med tilbagesvaling i 90 30 minutter, hvorved der opnåedes 790 mg 1-isopropylsulfonyl- 6 145879 2-amino-6-(tx -n-bu ty li d enb enzyl )benzimidazol.

Analyse: C^H^N^S MV 383

Beregnet: C 65,77; H 6,57; N 10,96

Fundet: C 65,49; H 6,51; N 10,78 5 m/e 583 (molecularion), 276 (-S02CH(CH^)2).

UV (CH^OH): % 212 € 35166; Λ 270 6 17200 EKSEMPEL 6

Ved at gå frem efter fremgangsmåden i eksempel 4 under anvendelse af 890 mg (2,4 mmol) l-isopropylsulfonyl-2-amino-6-10 (p-hydroxy-a-ethylbenzyl)benzimidazol, 50 ml chloroform og 600 mg p-toluensulfonsyre opnåedes som et amorft skum 630 mg 1-isopropyl-sulfonyl-2-amino-6-(oc-ethylidenbenzyl )benzimidazol.

Analyse: ci9H2iN3>02S MV 355

Beregnet: C 64,20; H 5,96; N 11,82 15 Fundet: C 63,93; H 6,04; N 11,64 m/e 355 (molecularion), 248 (-S02CH(CH^)2).

UV (CH^OH): 7-212 £35000; Λ270 €17000.

EKSEMPEL 7 Når fremgangsmåden i eksempel 1 blev gentaget under anven-20 delse af 402 mg l-dimethylaminosulfonyl-2-amino-6-(a- hydroxy-a-n-butylbenzyl)benzimidazol i 20 ml chloroform, 234 mg p-toluen-sulfonsyre og 100 ml chloroform, opnåedes 302 mg l-dimethylaminosulfonyl-2-amino-6-(a-buty-lidenbenzyl)benzimidazol.

25 EKSEMPEL 8 Når den i eksempel 4 beskrevne procedure blev gentaget under anvendelse af 1,0 g l-isopropylsulfonyl-2-amino- 5-(a-hydroxy-a-isopropylbenzyl)benzimidazol, 75 ml chloroform og 600 mg p-toluensulfonsyre, opnåedes 850 mg 1- 7 145879 isopropylsulfonyl-2-amino-6-(a-isopropylidenbenzyl)benz-imidazol. m/e 369. UV (CH^OH) : 2 213 (34700; % 258 £14800; £ 280 4400.

EKSEMPEL 9 5 Når den i eksempel 4 beskrevne procedure blev gentaget under anvendelse af 602 mg l-dimethylaminosulfonyl-2-amino-6-(a-hydroxy-a-n-propylbenzyl)benzimidazol, 20 ml chloroform og 362 mg p-toluensulfonsyre, opnåedes 93 mg 1-dimethylaminosulf onyl-2-amino-6- ( α-n-propylidenbenzyl)-10 benzimidazol.

Analyse: cigH24N4°2S

Beregnet: C 61,60; H 5,99; N 15,12

Fundet: C 61,53; H 6,14; N 15,01 EKSEMPEL 10 15 Til en opløsning af 3,6 g (8,74 mmol) 1-cyclohexylsul- fonyl-2-amino-6- (a-hydroxy-a-ethyl-benzyl )benzimidazol i 125 ml chloroform blev sat 2 g p-toluensulfonsyre. Reaktionsblandingen blev opvarmet til tilbagesvaling i 6 timer, afkølet og hensat ved omgivelsestemperatur i 20 12 timer. Det herved dannede produkt blev vasket med mættet natriumcarbonatopløsning, tørret over natriumsulfat, filtreret og tørret, hvorved der opnåedes 5,25 g 1-cyclohexylsulfonyl-2-amino-6-(a-ethylidenbenzyl)benzimidazol i form af et skum.

25 Analyse C22H24N3°2S

Beregnet: C 66,81; H 6,37; N 10,62 Fundet: C 66,58; H 6,46; N 10,38 8 145879

De omhandlede forbindelser med formel (I) udviser et bredt spektrum af antiviral virkning. Ikke blot er de særlig effektive til at hæmme væksten af echo virus, Mengo, Coxsackie (A9A, 21,85), polio (type I, II, III) eller 5 rhinovirus (25 stammer), men de hæmmer også forskellige typer af influenzavirus, omfattende influenzastammer, såsom Ann Arbor, Maryland B, Massachussets B, Hong Kong A, Pr-8a og Taylor C (type A,B). De omhandlede forbindelsers evne til at undertrykke væksten af forskellige vi-10 rus in vitro kan let vises ved at anvende pletreduktionsforsøget, der er analogt med det, der er beskrevet af Siminoff, Applied Microbiology, 9(1), 66-72 (1961). De specifikke forsøg er beskrevet i detaljer nedenfor. De omhandlede forbindelser blev afprøvet efter følgende me-15 toder:

Porsøgsmetoder

Nyreceller fra afrikanske aber (BSC-1) eller Hela-celler (5-3) dyrkedes i 25 ml Palcon-kolber ved 37° C i medium 199 med 5% inaktiveret serum fra oksefoster (PBS), peni-20 cillin (150 enheder, 1 ml) og Streptomycin (150 yug/ml).

Når sammenflydende monolag var dannet, fjernedes det ovenstående vækstmedium, og 0,3 ml af en egnet fortynding af virus (echo, Mengo, Coxsackie, polio eller rhinovirus) sattes til hver kolbe. Efter absorption i 1 time ved stue-25 temperatur overhældtes cellelaget inficeret med virus med et medium indeholdende 1 del 1% Ionagar No. 2 (en renset specifik agar forhandlet af Wilson Diagnostic Company) og 1 del medium 199, et standardmedium anvendt i den dobbelte styrke af normalt, med FBS, penicillin og 30 Streptomycin, hvilket indeholdt den aktive forbindelse i koncentrationer på 100, 50, 25, 12, 6, 3 og Oyum pr. ml.

Kolben, der ikke indeholdt aktiv forbindelse, tjente som kontrol ved forsøget. Stamopløsninger af sulfonylbenzimi- 9 145879 dazolforbindelserne blev fremstillet i dimethylsulfoxid-fortynding i en koncentration på 10^ yug/ml. Kolberne inkuberedes i 72 timer ved 37° C, når det drejede sig om polio, Coxsackie, echo og Mengo-virus, og i 120 timer ved 5 32° C for rhinovirus. Pletter kunne observeres i de om råder, hvor virus inficerede og reproduceredes i cellerne.

En opløsning af 10% formalin og 2% natriumacetat sattes til hver kolbe for at inaktivere virus og fiksere cellelaget til overfladen af kolben. Viruspletterne, uanset 10 størrelse, blev talt efter farvning af de omliggende celler med krystalviolet. Pletantallet sammenlignedes med kontrolprøven ved hver koncentration af aktiv forbindelse. Virkningen af den omhandlede forbindelse blev udtrykt som procent pletreduktion eller procent hæmning.

15 Alternativt kan den koncentration, der hæmmer pletdannelsen 50%, anvendes som et mål for virkningen.

Forsøgene er udtrykt som hæmning af Polio-virus type I, da dette virus er let at dyrke og giver samstemmende resultater. De omhandlede forbindelsers virkning bekræf-20 tedes over for andre viruskulturer, såsom Coxsackie (A9, A21, B5), echo virus (stamme 1-4), Mengo, rhinovirus (25 stammer) og Polio (type I, II, III). Forsøgsresultater for forskellige sulfon ylbenzimidazolforbindelser er anført i tabel I nedenfor, hvor der i kolonne 1 hen-25 vises til ovenstående eksempler, mens der i kolonnerne 3 - 10 er anført den procentvise hæmning ved forskellige fortyndinger af den aktive forbindelse.

ίο 145879 LTV _

[>- O 00 O O

- H O 00 O !>-

O Lf\ Η H

%___

igjtrcoooooH

^ ~ O ΟΟΟΟΚΛ

Hl bO HH HHHH

b I £ £ i \ 0 I — - ............

H kl o OOOOvO

h øi £ o ooootn £ Hl O ίΛ H HHHH ra o i ·η

NI -P

-p di cd__ ø -di £ —i ~ k Hl -P O O O O O 00 ø Bi £ o o o o o in

£ Hl 0) U3H HHHH

-P NI O

H £l £

-P Øl O

CQ ,ΩΙ fcsi----- .Ω i £ (Dl ,¾ X Λ!

03 dl 03 W IQ

v_^ d) i HH H

1 kl O X Η X

H 0)1 CM O ΟΟΟΟΙΛ

H £1 HO H-P-P-P

d -PI H

CD Hl--i-— H S -Pi „ ^ w

pq mi ,y ,¾ X X

< £ £' , n 5 2 2

P-I o £l -P H HH H

H Ml d X O !*! X X H

+311 IT\ H O O O O O VO

X ^1 CMH-PH-P-P-P

£ MDI £ d "H ω (D LfM +> +3

kil cd ,“4 X X X H

i oi k ra ra ra ra H

jj d| ØH Η Η Η H

ø Hi d X O X X X O H

H Si oooooo ovo h

Pi cd I lAS-PH-P-P-P H

11 S

H 00! X X X X

0 i ra ra ra ra k Η I Η Η Η H Pi hi oxoxxxtn

01 OOOOOOMO S

fill H-PH-P-P-P cd k 60 ---—-- o £

X

H

B

£ H

ø B £ O VO VOVOVOVOCO o ra h

H -P

cd £ •p £ £ P ø • £ ra o

X H al <1- cO in tn X

H__X

λ1 145873

Til eftervisning af de omhandlede forbindelsers nyttige biologiske virkning i forhold til kendte benzimidazolfor-bindelser sammenlignedes forbindelsen 1-dimethylaminosul-fonyl-2-amino-6-(a-methylenbenzyl)benzimidazol, fremstil-5 let ifølge opfindelsen, med forbindelserne 1-dimethylami- nosulfonyl-2-amino-6-(hydrazinocarbonyl)benzimidazol og l-dimethyl-aminosulfonyl-2-amino-6-(N-ethylcarboxamido)-benzimidazol, der begge kendes fra dansk patentansøgning nr. 2921/75. Forbindelsernes évne til at undertrykke væk-10 sten af virus in vitro bestemtes som beskrevet ovenfor, og resultaterne fremgår af tabel II. Af denne tabel fremgår det klart, at forbindelsen fremstillet ifølge opfindelsen er betydeligt mere virksom end sammenligningsfor-bindelserne.

145879 12 ιΗ

Η O Η O N

0 N Cd tsi cd d

cd 'd -H

d ·Η S

ΙΑ H S ·Η

IH S ·Η N

·Η N Pi o ro i o n ΰ Φ cr\ i S ω p φ p i

P I

1 O

in ^ H d ·> Η ΪΗ ·Η

H O O O >> β S

O N O id

H £ P H

CD k O

d p cd p 0 -S ? ° b •HP Φ O d

p S3 IA O O H S O

p \ O iA i>> -Η H

3 Μ Η H P N >>

d ^ P cd P

Φ ω U P

U ^ S d φ

1 I >> JL

PPJVD ooo sps φ o o LT\ w w ^—

'p, !p 1-1 V£> V£> VO

Cd III

H Pi o O O

p βββ· O £ CM O O CM ·Η ·Η ·Η •Η Φ H O m S S Η

Ho H cd cd cd

O £ III

cu O CM CM CM

Μ III

• Η Η H

H ΙΑ O IA O >>>>>> H CM O C\J O £ £ £

Η H OOO

H *H <Η P

φ Η Η H

p 3 2 PS

cd to cq cq H ooc^o Q22 IA O fA o £ si £ Η Η Η ·Η ·Η ase

cd cd cd Η Η H

K^> ^5

O O IH O p p P

O O IS O P P P

HH Η Φ Φ Φ S S S Ή ·Η »H 'd Ti xJ φ ill

CQ ιΗ iH r~I

H <D

*· ·· ··

£ c cq o <! cq O

•H

P

£ o fe 145879 13

De omhandlede sulfonylbenzimidazolforbindelser med formel (i) afprøvedes som rene forbindelser og som isomere blandinger. Begge isomere hæmmer vækst af virus, dog er 6-iso-meren generelt mere aktiv end 5-isomeren.

5 De omhandlede forbindelser kan indgives oralt til varmblodede pattedyr, herunder også mennesker, i doser på 1 -300 mg/kg legemsvægt. Indgivelsen kan gentages periodisk om nødvendigt. Ifølge generel praksis kan den antivirale forbindelse indgives hver 4. til 6. time.