DK149884B - Analogifremgangsmaade til fremstilling af lidocainsalicylat-monohydrat - Google Patents

Description

i 149884

Den foreliggende opfindelse angår en analogifremgangsmåde til fremstilling af det hidtil ukendte lidocainsalt lidocainsalicylat-monohydrat med formlen S-nh-co-ch2^n^ . -coo“. h2o (I) 'CH, ά C2H5 X=<oh og fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved 5 det i krav l's kendetegnende del anførte.

En med det ifølge opfindelsen fremstillede salt nært beslægtet forbindelse er 3-hydroxy-2-naphthoatet af lido-cain. Fra Chemical Abstracts £6, 21795d (1977), vides det, at denne forbindelse har en forhøjet aktivitetsvarighed, 10 men der anføres intet om forbindelsens toxicitet eller om dens bedøvende eller antiarrhythmiske virkninger. Derimod vides det, at den er yderst tungtopløselig i vand, og at den derfor ikke kan formuleres i injicerbar form.

Lidocain er en forbindelse, som i et stykke tid har 15 været kendt som et lokalbedøvende middel, og forbindel sen anvendes især klinisk til forskellige former for infiltrationsanæstesi. For nylig har det vist sig, at lidocain også har en udmærket antiarrhytmisk virkning på hjertet, hvilket er grunden til, at forbindelsen 20 har været anvendt inden for cardiologien, specielt ved øjeblikkelig behandling af coronarthrombose.

Når man taler om lidocain, skal man bemærke, at lidocain altid anvendes i form af et salt, specielt i form af hydrochloridet. 1

Dette skyldes, at den frie base er instabil, idet den let oxideres i luft, og da den har en ringe opløselighed i vand, er man nødsaget til at anvende et salt, der inde- 149384 2 holder en vandopløselig anion. Da alle de undersøgte salte udviser den samme aktivitet som lidocain, anvender man i praksis altid lidocain-hydrochlorid, som er det billigste og mest simple af saltene. Med den foreliggende 5 opfindelse tilvejebringes saltet lidocainsalicylat-mono-hydrat (I). Dette er et salt af lidocain med salicylsyre, som ganske overraskende har vist sig at besidde en bedøvende virkning og en antiarrhytmisk virkning, som overstiger virkningerne af lidocain, både med hensyn til in-10 tensiteten og med hensyn til varigheden. Det terapeutiske indeks af den omhandlede forbindelse har ligeledes vist sig at være betydeligt større end det tilsvarende indeks for lidocain, og der har ved administrationen ikke vist sig nogen efterfølgende bivirkninger. Derfor kan den om-15 handlede forbindelse anvendes i minimale doser og under maksimale sikkerhedsomstændigheder. Lidocainsalicylat-monohydrat fremstilles ifølge opfindelsen ved, at man opløser ækvimolære mængder af lidocain og salicylsyre i den mindst mulige mængde vand eller den mindst mulige mængde 20 af et vandigt organisk opløsningsmiddel, hvorefter det dannede salt skilles fra ved afdampning af opløsningsmidlet .

I det første reaktionstrin kan man bekvemt anvende ethanol, methanol, acetone eller dioxan som organisk opløs-25 ningsmiddel. Under udkrystallisationen af saltet kan man bekvemt anvende benzen eller vand som opløsningsmiddel. Under alle omstændigheder skal de anvendte organiske opløsningsmidler indeholde mindst 1?ό vand. Ifølge en foretrukken udførelsesform for fremgangsmåden frem-30 stiller man forbindelsen (I) som beskrevet i det følgende eksempel, som henviser til tegningen, hvor: 3 149884 fig. 1 er et U.V. spektrum af den fremstillede forbindelse med bølgelængden som abscisse og den procentvise absor-bans som ordinat; fig. 2 er et I.R. spektrum af den fremstillede forbindelse 5 med frekvensen som abscisse og den procentvise transmission som ordinat; fig. 3 er I.R, spektrene af henholdsvis lidocain og salicylsyre, ligeledes med frekvensen som abscisse og transmissionen (i X) som ordinat, og 10 fig. 4 er NMR-spektret af den fremstillede forbindelse med feltstyrken som abscisse og absorptionen som ordinat.

EKSEMPEL

750 g (3,2 mol) basisk lidocain opløses i 750 ml 90% ethanol. Under omrøring tilsætter man langsomt 442 g 15 (3,2 mol) salicylsyre. Den klare opløsning anbringes i en rotationsinddamper, og opløsningsmidlet destilleres fra under vacuum. Det herved opnåede stof genopløses i 2599 ml kogende benzen, og efter en eventuel filtrering hensættes opløsningen til afkøling.

20 Ued afkøling udkrystalliserer lidocainsalicylat-mono- hydrat i form af gennemsigtige krystaller med et smeltepunkt på 64-70 °C. Der opnås 1125 g salt svarende til 90% af det teoretiske udbytte. Saltet krystalliseres på-ny fra benzen (100 g salt i 200 ml benzen). Produktet, 25 som herved opnås, udviser følgende analyseresultater:

- ' smp. 68-70 °C

procentvis analyse for ^21^*28^2^4 * ^0; m.v. = 390,4 beregnet N 7,18 C 64,61 H 7,69 fundet 7,03 64,68 7,72 149884 4

Et U.V. spektrum (fig. 1) viser et absorptionsmaksimum ved 207 nm (El% 1 cm = 1335), en skulder ved ca. 230 nm og endnu et maksimum ved 303 nm (Ε1?ό 1 cm = 98)

Et I.R. spektrum i KBr (fig. 2) viser signifikante bånd 5 ved 3440 og 3490 cm"\ som tilskrives det phenoliske hydroxyl, og en bred absorption ved 2300 og 2500 cm \ som er typiske for ammoniumgrupper. Båndene ved 1022 og 1032 cm~\ ved 962 og 972 cm \ ved 860 cm ^ og ved 385 cm er meget karakteristiske. Alle de ovennævnte 10 bånd er specifikke og karakteristiske for lidocainsali- cylat-monohydrat.

Båndene, som allerede er til stede i lidocain-spektret og i salicylsyre-spektret, er meget skarpere og mere opløste, når der er tale om lidocainsalicylat-monohydrat, hvilket 15 tydeligt fremgår af en sammenligning imellem spektrene i fig. 3, hvori grafen 1 (den fuldt optrukne linie) viser I.R.-spektret af lidocain mens grafen 2 (den stiplede linie) viser I.R.-spektret af salicylsyre.

NMR-spektret i DMSQ d^ (fig. 4) viser ved lave felter 20 signaler ved <S9,95 Si ,7, 67,8, 67,1, <£6,8 og £6,7, hvil ke signaler henholdsvis skyldes en NH-gruppe, en 0H-grup-pe, NH+-gruppe og enten de tre aromatiske protoner i lidocain-systemet eller de fire aromatiske protoner i salicylsyre-systemet. 1 2 3 4 5 6 Særligt signifikante er værdierne med relation til de 2 grupper, som sidder ved siden af diethylaminogruppen i 3 aminoeddikesyre,. hvilke værdier, på grund af nitrogenets 4 saltdannende virkning, undergår en forskydning imod la 5 vere felter end felterne for basisk lidocain. Det signal, 6 der kan tilskrives aminoeddikesyrens CH^-gruppe, befinder sig således ved <£3,82, hvilket skal sammenlignes med værdien 6 3,11 for basisk lidocain. Signalet for ethyl- 5 149884 gruppens CH2 er til stede som en kvartet centreret ved $3,01 ($2,61 for basisk lidocain), og signalet for ethylgruppens CH-j er til stede som en triplet centreret ved $1,2 (61>08 for basisk lidocain). Endelig findes 5 der ved $2,12 en singlet, som kan tilskrives methyl-grupperne i den aromatiske ring.

Sbm tidligere anført besidder den omhandlede forbindelse lokalbedøvende egenskaber, hvilket kan demonstreres såvel ved infiltration i huden som ved anbringelse på slimhin-10 derne.

Den anæstetiske virkning ved infiltration i huden blev bestemt ved en interdermisk compholyx-metode på huden på ryggen af marsvin i overensstemmelse med E. Biilhring og F. Wajda "Biological comparison of local anesthetics", 15 J. Pharmacol. Exp. Ther. 85, 78-84, 1945, idet man noterede antallet af negative reaktioner på seks passende stimuleringer med passende mellemrum efter indgivelse af medikamentet.

De opnåede resultater er anført i den efterfølgende tabel 20 1, hvori hver værdi er gennemsnittet af bestemmelserne på tre forskellige dyr. Ved injektionerne anvendtes opløsninger af forbindelsen (I) i destilleret vand.

TABEL 1 149884 6

Lokalanæstetisk virkning ved dermisk infiltration af lido-cainsalicylat-monohydrat i marsvin i koncentrationer på 0,5%

Tid efter administrationen i minutter 2 5 10 15 30 40 60

Antal stimuleringer ikke efterfulgt af en respons 66 6 5,6 0,3 0 0

Vurdering af den anæsteti- ske virkning 100 100 100 93 5 0 0 maksimal virkning = 100

Den samme test til vurdering af den anæstetiske virkning blev gentaget, idet man sammenlignede med lidocain-hydro-chlorid ved injektion af lige store volumener af 1% opløsninger af lidocain-hydrochlorid og lidocainsalicylat-mono-5 hydrat.

Resultaterne fremgår af den efterfølgende tabel 2, hvori hver værdi er gennemsnittet af bestemmelserne på ni forskellige dyr.

TABEL 2 149884 7

Sammenligning mellem den lokalanæstetiske virkning af lidocainsalicylat-monohydrat (L.S.) og lidocain-hydro-chlorid (L.C.) ved dermisk infiltration i marsvin med lige store volumener i koncentrationer på 1¾.

Tid efter administrationen 2 5 10 15 30 40 60 i minutter

Antal L.C. 66 6 3,7 2,2 0,7 0 stimulationer ikke efterfulgt af L.S. 666 6 2,8 2,4 1,6 en respons

Vurdering af den L.C. 100 100 100 62 37 12 0 anæstetiske virkning Maksimal virkning = 100 . L.S. 100 100 100 100 43 40 1 7

Ved analyse ved de i tabel 1 og tabel 2 givne data kan man konkludere, at lidocainsalicylat-monohydrat udviser maksimal anæstetisk virkning, også i koncentrationer på 0,5¾.

Denne virkning kan let eftervises, og den er fuldstændig 5 reversibel. Desuden har lidocainsalicylat-monohydrat en lokalanæstetisk virkning, som ikke blot overstiger virkningen af lidocain-hydrochlorid, men som også opretholdes . over et meget længere tidsrum.

Den lokalanæstetiske virkning ved påføring på slimhinderne 10 blev bedømt ved bedøvelse af hornhinderne hos kaniner i overensstemmelse med proceduren beskrevet af T. Soliman, J. Pharmacol. Exp. Ther. 11, 1, 1918.

Påny optalte man antallet af negative reaktioner på seks passende mekaniske stimuleringer i på forhånd fastlagte 15 tidsrum efter administrationen af forbindelsen.

8 149884

Resultaterne, som opnåedes med 0,5% vandige opløsninger af lidocainsalicylat-monohydrat, fremgår af den efterfølgende tabel 3, hvori hver værdi er gennemsnittet af forsøg udført på tre forskellige dyr.

TABEL 3

Lokalanæstetisk virkning ved direkte påføring af lidocainsalicylat-monohydrat på 0,5% på hornhinderne hos kaniner.

Tid efter administrationen i minutter 5 10 15 20 30 45

Antal stimuleringer ikke efterfulgt af en respons 6 6 5 2,5 0 0

Vurdering af den anæste- tiske virkning 100 100 83 42 0 0

Maksimal virkning = 100

Resultaterne opnået med 1% vandige opløsninger af lidocainsalicylat-monohydrat og lidocain-hydrochlorid påført i lige store volumener på hornhinderne af seks forskellige dyr (de anførte data er gennemsnitsværdier for de seks forsøg) fremgår af den følgende tabel; 149894 9 TABEL 4

Sammenligning imellem den lokalanæstetiske virkning af lidocainsalicylat-monohydrat (L.S.) og lidocain-hydro-chlorid (L.C.) ved påføring af lige store volumener af l°o opløsninger på hornhinderne hos kaniner_

Tid efter administrationen i minutter 5 10 15 20 30 45

Antal stimuleringer L.C. 5,2 5 1,2 000 ikke efterfulgt af en respons L.S. 666 620

Vurdering af den anæstetiske virkning L.C. 87 83 20 0 0 0

Maksimal virkning = 100 L.S. 100 100 100 100 33 0

En analyse af de i tabel 3 og 4 angivne data viser klart, at ved lokal bedøvelse ved topisk påføring udviser lido-cainsalicylat-monohydrat en virkning på 100S5, også ved en koncentration på 0,5¾. En koncentration på 1¾ giver en 5 optimal og fuldstændig lokalanæstetisk virkning i et tidsrum på 20 minutter. I den samme koncentration har lidocain-hydrochlorid kun en delvis virkning af meget begrænset varighed.

Det kan således konkluderes, at den hidtil ukendte for-10 bindelse lidocainsalicylat-monohydrat er et kraftigt virkende lokalanæstetisk middel, såvel ved infiltration i huden som ved påføring på slimhinderne. Virkningen af forbindelsen optræder endog ved meget lave koncentrationer, den er fuldstændigt reversibel, og den oversti-15 ger virkningen af lidocain-hydrochlorid, såvel hvad angår intensitet som hvad angår varighed.

10 149884

Dette resultat (som er ganske overraskende, når man tager i betragtning, at salicylationen i sig selv er fuldstændig uden anæstetisk virkning, og at alle andre lidocain-salte, der hidtil har været afprøvet, ikke har udvist en 5 virkning, som afviger fra basisk lidocain) fremgår meget tydeligt af grafen på tegningens fig. 5, hvor abscissen angiver tiden i minutter, mens ordinaten angiver den anaeste-tiske virkning, idet den totale anæstesi repræsenteres ved værdien 100. Den stiplede kurve repræsenterer en 1% 10 opløsning af lidocain-hydrochlorid, mens den fuldt optrukne kurve repræsenterer en 1% opløsning af lidocainsa-licylat-monohydrat, hvilke opløsninger begge er påført hornhinden på kaniner i lige store volumener.

Den antiarrhythmiske (antifibrillatoriske) virkning af 25 den hidtil ukendte forbindelse blev afprøvet på kaniner ved en metode beskrevet af L. Szekeres og G.Y.J. Papp i "Experimental Cardia Arrhythmias and Antiarrhythmic Drugs", p.64-69, Akedemias’Kiedo, Budapest.

Ved denne metode induceres en arrhythmi ved langsom in-20 jektion (mere end 30 sekunder) af en 2% vandig opløsning af BaClg i den marginale vene i øret i en standarddosis på 4 mg/kg legemsvægt. Denne dosering bevirker en øjeblikkelig tilsynekomst af rytmeforstyrrelser, som vedvarer mere end 30 minutter. Arrhythmien begynder med poly-25 morfe extrasystoler af ventrikulær oprindelse. Hjerteaktiviteten bedømmes ved optegning af elektrocardiogram-mer.

Forsøgene blev udført ved administration af forbindelsen (I) til tolv kaniner, mens man indgav lidocain-hydrochlo-30 rid og -natriumsalicylat til tolv kaniner med henblik på at muliggøre en sammenligning. Der opnåedes følgende resultater : I,· Lidocainsalicylat-monohydrat er overordentlig effektiv li 149884 til at standse fibrillering. Den minimale effektive dosis er 2 mg/kg i en enkelt intravenøs indgivelse. En intravenøs dosis på 3 mg/kg er konstant effektiv til bestemmelse af en fuldstændig og øjeblikkelige restitue-5 ring ad integrum.

Den minimale effektive dosis af lidocain-hydrochlorid er 4 mg/kg.

2. Den antifibrillatoriske virkning af lidocain-hydrochlorid i en intravenøs dosis på 4 mg/kg varede i intet til- 10 fælde mere end 7 minutter og 30 sekunder, idet varigheden lå imellem denne maksimale værdi og en minimal værdi på 2 minutter og 30 sekunder. I en intravenøs dosis på 3-4 mg/kg bevirkede lidocainsalicylat -monohydrat en kontrol af hjertearrhythmien i et minimalt tidspunkt på 14 15 minutter. I 25% af tilfældende vendte arrhythmien ikke tilbage.

3. Ved intravenøs injektion i doser på mellem 1,4 og 3,6 mg/kg modificerer natriumsalicylat ikke hjertearrhythmien på nogen måde. Når lidocain-hydrochlorid injiceres intravenøst i doser på 4 mg/kg efter injektionen af natrium-20 salicylat, udviser hydrochloridet den samme antifibrillatoriske virkning, som kan eftervises på dyr, der ikke tidligere er behandlet med natriumsalicylat. I alle de udførte forsøg havde virkningen en varighed på mindre end 2 minutter og 30 sekunder. Dette viser klart, at aktiviteten 25 in vivo af lidocainsalicylat-monohydrat ikke skyldes summen af aktiviteterne af lidocain og af salicylationen, men at der derimod er tale om en ny virkning, som er karakteristisk for den hidtil ukendte forbindelse.

Med henblik på tydeligere at vise de under punkterne 1, 2 og 30 3 angivne egenskaber viser tegningens fig. 6 en karakteris tisk del .af det præchordiale elektrocardiogram bestemt på kaniner under forskellige betingelser.

Grafen A-^ angår et kontroldyr. Grafen angiver en kanin 12 149884 behandlet med 4 mg/kg BaCl2, hvor høertearrhythmien hurtigt viser sig, hvorefter rytmen stabiliseres i en pulsus bigeminus-rytme. Grafen B-^ viser elektrocardiogrammet for den samme kanin i normal tilstand efter indgivelse 5 af 4 mg/kg lidocain-hydrochlorid. Elektrocardiogrammet forblev som vist på grafen B-^ indtil det syvende minut, hvorefter høertearrhythmien påny viste sig som angivet ved grafen B2. Arrhythmien findes stadig efter 10 minutter (C^), hvorefter en behandling med lidocainsalicylat-10 monohydrat omgående afbryder arrhythmien, således at der opnås et normalt electrocardiogram (C2) i 15 minutter.

Efter 15 minutters forløb optræder arrhythmien påny (C3). Arrhythmien er stadig til stede efter 22 minutter (D^), og en yderligere behandling med 4 mg/kg lido-15 cain-hydrochlorid genetablerer den normale rytme (D2).

Denne antiarrhythmiske virkning varer kun i 4 minutter, hvorefter arrhythmien påny.viser sig (D^).

Man kan heraf udlede, at lidocainsalicylat-monohydrat har en øjeblikkelig antiarrhythmisk virkning, ligesom tilfæl-20 det er med lidocain, men virkningen af lidocainsalicylat-monohydrat opnås ved omkring den halve dosis og er således under anvendelse af en væsentlig mindre mængde. En meget vigtig faktor er ligeledes den kendsgerning, at den antiarrhythmiske virkning varer ved i mindst 15 minutter, og 25 ofte forsvinder arrhythmien fuldstændig, hvilket skal sammenlignes med, at den maksimale varighed af virkningen af lidocain er 7 minutter.

Virkningen af lidocainsalicylat-monohydrat blev også bestemt med hensyn til den cardiodepressive virkning. I denne for-30 bindelse er det velkendt at den antiarrhythmiske virkning i medikamenter ofte ledsages af en cardiodepressiv virkning, som gør disse medikamenter farlige eller praktisk uanvendelige. I tilfældet med lidocainsalicylat-monohydrat blev hjertets contractile kraft bestemt på ventrikelstrimler fra 35 marsvin ved hjælp af præparater, som blev elektrisk styret ved

14988A

13 en frekvens på 2,5 Hz. Der gennemførtes også en bestemmelse af atriumfunktionens refraktærperiode på isolerede hjerteforkamre fra marsvin og af ventrikelfunktionens refraktærperiode på strimler fra højre ventrikel (koblet sti-5 mulerings metode beskrevet af W.C. Govier, J. Pharmacol. Exp,Ther., 148, 100-105, 1965) 15 minutter efter indgivelsen af medikamentet.

Forsøget blev gennemført ved tre forskellige koncentrationer. Sammenligningsforsøg under identiske betingelser 10 blev gennemført med lidocain-hydrochlorid.

Resultaterne fremgår af den følgende tabel: TABEL 5 "Cardiodepressiv" virkning af L.S. og L.C. udtrykt i % af kontrolværdierne, som er givet tallet 100.

Præparation Lidocain- Lidocainsalicylat- hydrochlorid monohydrat

10"6M 10"% 10'4M 10_6M 10_5M 10-4M

- Kontraktile kraft, ventrikelstrimler 93,9 93,4 50,4 100 92,7 50,9 fra marsvin - Hjertefrekvens, isoleret atrium 100 98,3 81,3 100 97 77,8 fra marsvin - Refraktærperiode, atriumfunktion, 96,1 110 233 89,3 ' 105 163 isolereb atrium fra marsvin - Refraktærperiode, ventrikelfunktion 102,6 90,7 203,2 100,7 88 150 højre ventrikel, strimler fra marsvin 149884 • 14

Af resultaterne i tabel 5 kan det udledes, at der ikke er nogen cardiodepressiv virkning ved molære koncentra-

—-C

tiober på mellem 10- og 10 .

Cardiodepressionen bliver tydelig ved molære koncentra- . _<5 _λ 5 tioner på mellem 10 og 10 , dvs. ved koncentrationer, der er omkring 10 gange større end de koncentrationer, som opnås i blodet ved indgivelse af 2-4 mg/kg af medikamentet, dsv. ved indgivelse af den terapeutiske dosis.

Det vil sige, at den hidtil ukendte forbindelse (I) med 10 hensyn til cardiodepressiv virkning har en sikkerhedsfaktor, der er større.end 10.

En tilsvarende sikkerhedsmargin for den omhandlede forbindelse blev fundet ved bestemmelse af den akutte tok-sisitet.

15 LD..Q -værdien for lidocainsalicylat-monohydratet fremgår af den efterfølgende tabel i sammenligning med LD,-g-værdien for lidocain-hydrochlorid.

TABEL 6

Akut toxicitet af L.S. og L.C. i mus ved intravenøs 20 admini st r at i on._

Forbindelse Antal dage LD50 ms/kg T.l.

L.C. 21 27 6,7 L.S. . 21 36,5 12,16

Det fremgår, at toxiciteten af lidocainsalicylat-monohydratet 25 ganske uventet er betydeligt mindre end toxiciteten af lidocain-hydrochlorid. Når man yderligere tager i betragtning, at den effektive gennemsnitlige dosering er 4 mg/kg for L.C. og 3 mg/kg for L.S., opnår man et meget mere favorabelt terapeutisk indeks (T.l.) med den nye forbindelse.

14988Λ 15

Sammenfattende kan det siges, at lidocainsalicylat-mono-hydrat helt uventet har vist sig at være et kraftigt virkende lokal bedøvende middel og antiarrhy third sk middel, hvis virkninger ikke kan udledes af de enkelte virkninger 5 af lidocain og af salicylationen.

Med hensyn til den antiarrhythmiske virkning gælder det, at denne er mere intens og specielt af længere varighed end virkningen af de normale lidocainsalte, hvilket gør det muligt at opnå en fuldstændig og ofte definitiv hin-10 dring af en alvorlig ventrikelarrhythmi ved intravenøs indgivelse af en enkelt dosis.

Som lokalbedøvende middel anvendes lidocainsalicylat-mono-hydrat fortrinsvis klinisk i fortynding med vand eller fedtstoffer i en koncentration på 0,1 til 10%.

15 Når lidocainsalicylat-monohydrat anvendes klinisk som anti-arrhythmisk middel, injiceres forbindelsen fortrinsvis intravenøst i fortynding med vand i koncentrationer på 0,1 til 10%.