ES2198329T3

ES2198329T3 - Agonistas de la serotonina benzofurilpiperazina.

Info

Publication number: ES2198329T3
Application number: ES00948746T
Authority: ES
Inventors: Karin Briner; Timothy Paul Burkholder; Mark Louis Heiman; David Lloyd Garver Nelson
Original assignee: Eli Lilly and Co
Current assignee: Eli Lilly and Co
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2004-02-01
Anticipated expiration: 2020-07-21
Also published as: WO2001009123A1; DK1204658T3; EP1204658B1; EP1204658A1; ATE239722T1; AU6220300A; DE60002583T2; DE60002583D1; CA2380531A1; JP2003506370A; PT1204658E; US6638936B1

Abstract

Un compuesto de fórmula **FORMULA** en la que R es metilo o etilo, o las sales de adición de ácido farmacéuticamente aceptables del mismo.

Description

Agonistas de la serotonina benzofurilpiperazina.

El neurotransmisor serotonina (5-hidroxitriptamina, 5-HT) presenta una farmacología rica que surge de una población heterogénea de al menos siete clases de receptores. La clase serotonina 5-HT_{2} además se subdivide en al menos tres sub-tipos, designados como 5-HT_{2a}, 5-HT_{2b}, y 5-HT_{2c}. El receptor 5-HT_{2c} ha sido aislado y caracterizado (Julius, et al., patente de Estados Unidos N.º 4.985.352), y se han descrito ratones transgénicos carentes del receptor 5-HT_{2c} que exhiben ataques y un trastorno alimentario que da como resultado un consumo incrementado de comida (Julius, et al., patente de Estados Unidos N.º 5.698.766). Los compuestos selectivos del receptor 5-HT_{2c} proporcionarán terapias útiles para el tratamiento de apoplejía y de los desórdenes alimentarios sin los efectos secundarios asociados a las terapias actuales.

Hartog (Hartog, et al., patente de Estados Unidos N.º 5.424.313) describen genéricamente un número de benzofurilpiperazinas que se piensan que son útiles como psicotrópicos, analgésicos centrales, y trombolíticos. No se ha descrito hasta ahora el uso de las benzofurilpiperazinas como agonistas selectivos de 5-HT_{2c}. La presente invención proporciona compuestos selectivos para el receptor 5-HT_{2c}.

La presente invención proporciona compuestos de fórmula I:

1

en la que R es metilo o etilo, o las sales de adición de ácido farmacéuticamente aceptables de los mismos.

Esta invención también proporciona una formulación farmacéutica que comprende, en asociación con un vehículo, diluyente o excipiente farmacéuticamente aceptable, un compuesto de fórmula I.

La presente invención proporciona compuestos de fórmula I de uso adecuado para aumentar la activación del receptor 5-HT_{2c} en mamíferos.

La presente invención también proporciona compuestos de fórmula I de uso adecuado para tratar la obesidad, depresión o trastornos obsesivo compulsivos en mamíferos.

Una realización más de esta invención son los compuestos de fórmula I de uso adecuado para aumentar la activación del receptor 5-HT_{2c} para tratar una variedad de trastornos que se han relacionado con una disminución de la transmisión neuronal de serotonina disminuida en mamíferos. La obesidad, los trastornos obsesivo compulsivos, y la depresión se incluyen entre estos trastornos.

Esta invención también proporciona el uso de un compuesto de fórmula I para la fabricación de un medicamento para el tratamiento de la obesidad, depresión o trastornos obsesivo compulsivos en mamíferos. Adicionalmente, esta invención proporciona una formulación farmacéutica que contiene un compuesto de fórmula I adaptado para el tratamiento de la obesidad, depresión o trastorno compulsivo obsesivo en mamíferos.

Descripción detallada de la invención

Los compuestos de fórmula I son denominados generalmente como 1,-(4-trifluorometilbenzofur-7-il)-(3S)-metilpiperazina cuando R es metilo, y 1-(4-trifluorometilbenzofur-7-il)-3(S)-etilpiperazina cuando R es etilo. Puesto que este compuesto es una amina, es de naturaleza básica y en consecuencia reacciona con cualquiera de un número de ácidos inorgánicos y orgánicos para formar sales de adición de ácido farmacéuticamente aceptables. Se prefiere convertir la amina libre en sal de adición de ácido farmacéuticamente aceptable para facilitar su manejo y administración. Los ácidos comúnmente empleados para formar tales sales son ácidos inorgánicos tales como el ácido clorhídrico, ácido bromhídrico, ácido yodhídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, y similares, y ácidos orgánicos, tales como el ácido p-toluensulfónico, ácido metanosulfónico, ácido oxálico, ácido p-bromofenilsulfónico, ácido carbónico, ácido succínico, ácido cítrico, ácido benzoico, ácido acético y similares. Los ejemplos de tales sales farmacéuticamente aceptables son por tanto sulfato, pirosulfato, bisulfato, sulfito, bisulfito, fosfato, monohidrógenofosfato, dihidrógenofosfato, metafosfato, pirofosfato, cloruro, bromuro, yoduro, acetato, propionato, decanoato, caprilato, acrilato, formato, isobutirato, caproato, heptanoato, propiolato, oxalato, malonato, succinato, suberato, sebacato, fumarato, maleato, butin-1,4-dioato, hexin-1,6-dioato, benzoato, clorobenzoato, metilbenzoato, dinitrobenzoato, hidroxibenzoato, metoxibenzoato, ftalato, sulfonato, xilenosulfonato, fenilacetato, fenilpropionato, fenilbutirato, citrato, lactato, \beta-hidroxibutirato, glicolato, tartrato, metanosulfonato, propanosulfonato, naftalen-1-sulfonato, naftalen-2-sulfonato, mandelato y similares. Las sales farmacéuticamente aceptables preferidas son aquellas formadas con ácido clorhídrico y ácido fumárico.

Los compuestos de fórmula I se pueden preparar por cromatografía quiral de las aminas libres enriquecidas racémica o enantioméricamente o por cristalización fraccionada de las sales preparadas a partir de las aminas libres enriquecidas racémica o enantioméricamente y un ácido quiral. Alternativamente se pueden hacer reaccionar las aminas libres con un auxiliar quiral y separar los enantiomeros por cromatografía seguida de la eliminación del auxiliar quiral para regenerar las aminas libres. Además, la separación de los enantiomeros se puede llevar a cabo en cualquier etapa conveniente en la síntesis del compuesto de la invención. Preferiblemente los compuestos de la invención se preparan comenzando con productos de partida quirales.

La presente invención también proporciona compuestos de fórmula I para aumentar la activación del receptor 5-HT_{2c} en mamíferos. El mamífero preferido es el hombre.

Los compuestos de fórmula I se pueden preparar según se describe en el siguiente esquema, empezando con 4-trifluorometil-7-(sustituido)-benzofurano y 2(S)-metil- o -etilpiperazina.

Esquema de síntesis I

2

El bromuro, yoduro, o triflato de 4-trifluorometilbenzofur-7-ilo se hace reaccionar con 2-(S)-metil- o -etilpiperazina en presencia de un catalizador adecuado y una base. Se cataliza el acoplamiento con un catalizador metálico adecuado, tal como níquel o paladio. Se prefieren los catalizadores de paladio y estos están comercialmente disponibles o se pueden generar in situ al combinar dipaladio de trisdibencilidenacetona o cloruro de paladio con un ligando de fosfina tal como 2, 2'-bis(difenilfosfin)-1, 1'-binaftilo racémico, tri-o-tolilfosfina, o bis(difenilfosfin)ferroceno. La proporción de paladio a ligando de fosfina típicamente está entre 1: 1 y 1: 5. Típicamente se usan de 0,01 a 0,1 equivalentes de catalizador respecto al benzofurano de partida. Las bases útiles incluyen tert-butoxido de sodio, tert-butoxido de litio, y tert-butoxido de potasio. Típicamente se usan de 1 a 5 equivalentes de base respecto al benzofurano de partida.

El benzofurano, la piperizina, el catalizador, y la base se combinan en un disolvente adecuado. Los disolventes adecuados incluyen el tolueno, benceno, dioxano y tetrahidrofurano. Se agita la mezcla a 20-200ºC en atmósfera inerte, típicamente de nitrógeno o de argón, hasta que se completa la reacción. Se pueden añadir cantidades adicionales de cualquier reactivo durante el curso de la reacción según se necesite o se deseé. Típicamente se hacen reaccionar 1-1,2 equivalentes de piperazina con benzofurano.

Los compuestos de fórmula I se pueden preparar de manera alternativa como se describe en el siguiente esquema:

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Esquema de síntesis II

3

El anillo de piperazina se puede construir en el resto de benzofurilo al acoplar el 4-trifluorometil-7-bromobenzofurano con la imina de benzofenona en las condiciones previamente descritas. El aducto resultante se trata con un ácido acuoso para proporcionar la correspondiente amina. Este aminobenzofurano se acopla con una (S)-alanina adecuadamente protegida en el nitrógeno (cuando R = metilo) o ácido 2-(S)-aminobutírico (cuando R = etilo) en las condiciones estándar de acoplamiento de péptidos. La amida resultante se reduce con un agente reductor de hidruro tal como hidruro de aluminio y litio, y la correspondiente amina se desprotege para proporcionar una diamina. La diamina se trata con un reactivo adecuado, por ejemplo bromuro de bromoacetilo, para preparar la correspondiente lactama. La reducción de esta lactama en condiciones estándar reductoras con hidruro, por ejemplo por tratamiento con hidruro de boro o de aluminio y litio, proporciona el compuesto deseado.

El benzofurano requerido está comercialmente disponible o bien se puede preparar a partir de un fenol adecuadamente sustituido por métodos bien conocidos en la técnica como se ilustra en el siguiente esquema:

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Esquema de síntesis III

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Para generar el correspondiente fenóxido se trata una disolución de un fenol apropiadamente sustituido en un disolvente adecuado, típicamente dimetilformamida, con una base. Las bases útiles para esta reacción incluyen fuentes de hidruros tales como el hidruro de sodio o de potasio, o carbonatos tales como el carbonato de sodio o de potasio. Después se hace reaccionar la disolución de fenóxido con un cloro- o bromoacetaldehido protegido como acetal cíclico o de dialquilo. El acetal de dietilo del bromoacetaldehido es particularmente útil para esta reacción. El acetal del fenoxiacetaldehido preparado mediante este procedimiento se hace reaccionar con una fuente de ácido en un disolvente adecuado para proporcionar el benzofurano deseado. Los disolventes adecuados incluyen disolventes aromáticos tales como el tolueno, xileno, benceno, y halobencenos tales como el clorobenceno. Los ácidos adecuados incluyen el ácido sulfúrico concentrado, el ácido polifosfórico, y las resinas ácidas tales como la Amberlyst 15™.

De manera alternativa se trata la disolución de fenóxido con un bromuro de alilo o cloruro de alilo para proporcionar, después de los procedimientos estándar de aislamiento y purificación, el correspondiente éter de alilo. Este éter purificado se calienta a una temperatura suficiente para efectuar una transposición de Claisen en ortoy proporcionar el correspondiente o-alilfenol. Es extremadamente importante que el éter de alilo empleado en esta transposición este sustancialmente libre de dimetilformamida residual. El o-alilfenol se trata después con un exceso de ozono en un disolvente adecuado; el diclorometano y el metanol son disolventes útiles para esta etapa. Después se purga de ozono la mezcla de reacción y el ozónido se trata en condiciones reductoras, típicamente por tratamiento con trifenilfosfina o sulfuro de dimetilo, para proporcionar el correspondiente fenilacetaldehido. El experto apreciará que la orientación del aldehído respecto al grupo hidroxilo fenólico conducirá a la formación del hemiacetal cíclico. Este hemiacetal existe en cierta mezcla en equilibrio con el hidroxialdehido libre. Una disolución de esta mezcla en equilibrio en un disolvente adecuado, tal como el tolueno, se trata con una cantidad catalítica de un ácido apropiado tal como el ácido sulfúrico para proporcionar el benzofurano deseado.

Los benzofuranos requeridos también se pueden preparar a partir de un fenol apropiadamente sustituido según se ilustra en el siguiente esquema:

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Esquema de síntesis IV

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Una mezcla de un fenol apropiado y hexametilentetramina se trata con un ácido apropiado tal como el ácido trifluoroacético para proporcionar, tras el aislamiento acuoso, el correspondiente o-formilfenol. Después se trata este o-formilfenol con el bromuro de (bromometil)trifenilfosfonio seguido de una base apropiada tal como el tert-butóxido de potasio para proporcionar el benzofurano deseado.

Le 2-(S)-metilpiperazina requerida esta comercialmente disponible (Aldrich Chemical Company, Milwaukee, Wi, E.E.U.U). De manera alternativa se pueden preparar ambas 2-(S)-metilpiperazina y 2-(S)-etilpiperazina por los métodos bien conocidos en la técnica (Org. Prep. Proced. Int., 22, 761 (1990)). Uno de tales enfoques se muestran en el esquema siguiente que ilustra la preparación de 2-(S)-metilpiperazina. El experto apreciará que la 2-(S)-etilpiperazina se puede preparar también por la ruta ilustrada en el esquema.

Esquema de síntesis V

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La (S)-alanina o el ácido (S)-2-aminobutírico apropiadamente protegidos en el N se acoplan con un aminoácido protegido en el carboxilo y bencilado en el N en las condiciones estándar de acoplamiento de péptidos para proporcionar el correspondiente dipéptido. Este dipéptido se desprotege en el N y se calienta para proporcionar la correspondiente dilactama. Esta dilactama se reduce en las condiciones estándar de reducción con hidruro, por ejemplo con hidruro de aluminio y litio, para proporcionar la correspondiente piperazina bencilada en el N. El grupo N-bencilo se elimina por hidrogenación catalítica o bien por tratamiento con cloroformiato de 1-cloroetilo para proporcionar la correspondiente piperazina. El grupo bencilo se puede eliminar bien antes o bien después del acoplamiento con un benzofurano apropiado dependiendo de la orientación específica del acoplamiento deseado según se describe anteriormente.

Las preparaciones y los ejemplos siguientes son ilustrativos de los procedimientos útiles para la síntesis de los compuestos de la presente invención.

Preparación I 4-Trifluorometil-7-bromobenzofurano 2-Bromo-5-trifluorometilfenol

Se añadieron 19,6 ml (0,38 mol) de bromo gota a gota a una disolución en agitación de 61,65 g (0,38 mol) de 3-trifluorometilfenol en 240 ml de disulfuro de carbono. La mezcla de reacción se agitó a temperatura ambiente durante aproximadamente 18 horas y después se repartió en 200 ml de diclorometano y 100 ml de agua. Se lavó la fase orgánica con 20 ml de cloruro sódico acuoso saturado, se secó en sulfato de sodio y se concentró a presión reducida. El residuo se sometió a cromatografía de gel de sílice eluyendo con diclorometano que contenía hexano al 40%. Se reunieron las fracciones que contenían el producto y se concentraron a presión reducida para proporcionar 48,8 g (53%) del compuesto deseado en forma de aceite amarillo.

EM de pulverización de iones: m/e = 239, 241 (M+1)

Éter alílico de 2-bromo-5-trifluorometilo

Se agitó a temperatura ambiente una mezcla de 48,8 g (0,20 mol) de 2-bromo-5-trifluorometilfenol, 84 g (

\hbox{0,61 mol}

) de carbonato de potasio, y 52,5 ml (0,61 mol) de bromuro de alilo en 2 l de acetona durante aproximadamente 70 horas. Se filtró la mezcla de reacción y el filtrado se concentró a presión reducida. El residuo se disolvió en 100 ml de hexano y se lavó esta disolución secuencialmente con 2 x 50 ml de agua seguido de 1 x 20 ml de cloruro sódico acuoso saturado. Después de secar en sulfato sódico se concentró la disolución a presión reducida. El residuo se sometió a cromatografía en gel de sílice eluyendo primero con hexano y después con acetato de etilo:hexano 1:1. Se reunieron las fracciones que contenían el producto y se concentraron a presión reducida para proporcionar 46,2 g (81%) del compuesto deseado en forma de aceite incoloro. Transposición de Claisen

Se calentó el éter alílico de 2-bromo-5-trifluorometilo (43,7 g, 155 mmol) a 200-212ºC durante 3 horas. Se enfrió la mezcla de reacción a temperatura ambiente y después se sometió a cromatografía en gel de sílice eluyendo con hexano que contenía acetato de etilo al 2,5%. Las fracciones que contenía el producto se reunieron y se concentraron a presión reducida para proporcionar 32,4 g (74%) de 2-alil-3-trifluorometil-6-bromofenol en forma de aceite amarillo.

EM de pulverización de iones: 279, 281 (M+1)

Ozonolisis/deshidratación

Se enfrió a -78ºC una disolución de 16,2 g (57,6 mmol) de 2-alil-3-trifluorometil-6-bromofenol en 350 ml de metanol. Se burbujeó ozono en la mezcla de reacción durante aproximadamente 30 minutos. Después se burbujeó nitrógeno en la disolución para eliminar el exceso de ozono. Después se añadieron a esta disolución 23 ml de sulfuro de dimetilo y se agitó la mezcla de reacción a temperatura ambiente durante aproximadamente 16 horas. La mezcla de reacción se concentró a presión reducida para proporcionar 21,4 g de un aceite incoloro que comprende el 2-hidroxi-4-trifluorometil-7-bromo-1,2-dihidrobenzofurano.

Se calentó a 70ºC y al vacío parcial una mezcla de este aceite en 850 ml de clorobenceno y 48,6 g de Amberlyst 15º que había sido secada por destilación azeotrópica con clorobenceno. Se eliminó lentamente el clorobenceno en 40 minutos. La suspensión resultante se lavó con 2 x 250 ml de hexano. Los lavados de hexano se reunieron y se concentraron a presión reducida y el residuo se sometió a cromatografía en gel de sílice eluyendo con hexano. Se reunieron las fracciones que contienen el producto y se concentraron a presión reducida para proporcionar 8,34 g (54%) del compuesto del título en forma de aceite incoloro.

^{1}H-RMN (300 MHz, CDCl_{3}): \delta 7,81 (d; J = 2,0 Hz; 1 H); 7,55 (d; J = 8,3 Hz; 1 H); 7,41 (d; J = 8,3 Hz; 1 H); 7,03 (m, 1 H).

Preparación II 1-tert-butoxicarbonil-2(S)-etilpiperazina 2(S)-etil-4-bencil-3, 6-dioxopiperazina

Se agitó a 0ºC una mezcla de 12,5 g (61,5 mmol) del ácido N-(tert-butoxicarbonil)-2(S)-aminobutírico, 8,3 g (61,4 mmol) de 1-hidroxibenzotriazol, 10,7 ml (61,5 mmol) de diisopropiletilamina, y 11,8 g (61,5 mmol) de 1-(3-dimetilaminopropil)-3-etilcarbodiimida en 150 ml de diclorometano. Se añadió a la mezcla gota a gota por medio de un embudo de adición una disolución de 10,8 g ( 55,9 mmol) del éster de etilo de la N-bencilglicina. La disolución resultante se agitó 15 horas a temperatura ambiente. Se concentró la mezcla de reacción a presión reducida y se disolvió el residuo en acetato de etilo. Se extrajo esta disolución secuencialmente con alícuotas de 100 ml de ácido clorhídrico 1 N, hidróxido sódico 1 N, agua desionizada, y cloruro sódico acuoso saturado. Se secó la fase orgánica restante en MgSO_{4}, se filtró, y se concentró a presión reducida. El residuo resultante se disolvió en 100 ml de cloruro de hidrógeno 4 N en dioxano y se agitó durante 3 horas a temperatura ambiente. La disolución se concentró a presión reducida y el residuo se disolvió en 350 ml de diclorometano. Después se trató esta disolución con 350 ml de bicarbonato sódico acuoso saturado. Después de agitar durante 0,5 horas se separaron las fases y se lavó la fase orgánica con agua desionizada, se secó sobre MgSO_{4}, se filtró, y se concentró a presión reducida. El residuo resultante se cristalizó en éter dietílico para dar 8,1 g (57%) de la dicetopiperazina deseada.

2(S)-etil-4-bencilpiperazina

Una disolución de 8,1 g (34,9 mmol) de 2-(S)-etil-4-bencil-3,6-dioxopiperazina en 50 ml de tetrahidrofurano se añadió gota a gota mediante un embudo de adición a una disolución de 75 ml (75 mmol) de hidruro de aluminio y litio (1 M en tetrahidrofurano) y la mezcla se calentó a reflujo durante 2,5 h. Después se enfrió la reacción en un baño de hielo y se trató secuencialmente con 3 ml de agua desionizada, 3 ml de hidróxido sódico 5N, y 9 ml de agua desionizada. La suspensión resultante se dejó agitándose durante 1 hora y después se filtro. Las sales recuperadas se lavaron con 100 ml de tetrahidrofurano y 100 ml de diclorometano. El filtrado se concentró al vacío para dar 7,03 g (99%) de la piperazina deseada.

EM de pulverización de iones: m/e = 205 (M+H).

Protección/desbencilación

Se agitó una mezcla de 7,03 g (34,5 mmol) de 2(S)-etil-4-bencilpiperazina y 7,8 g (35,7 mmol) de dicarbonato de di-tert-butilo en 100 ml de diclorometano durante 1 hora a temperatura ambiente. Se concentró la mezcla de reacción a presión reducida y se disolvieron 9 g (29,56 mmol) de la resultante 1-(tert-butoxicarbonil)-2(S)-etil-4-bencilpiperazina en 200 ml de etanol absoluto. Se hidrógeno la disolución durante 2,5 horas en un agitador Parr a 2,75 bar en 4,0 g de Pd/C al 10%. La suspensión se filtró a través de una almohadilla de celita y se concentró el filtrado a presión reducida para proporcionar 5,9 g (94%) del compuesto del título.

Ejemplo 1 Fumarato de1-(4-trifluorometilbenzofur-7-il)-3(S)-metilpiperazina

Se añadieron 4-trifluorometil-7-bromobenzofurano (3,50 g, 13,2 mmol) y 2(S)-metilpiperazina (1,69 g, 16,9 mol) a una mezcla 2,2'-bis(difenilfosfino)-1, 1'-binaftilo (BINAP) racémico (329 mg, 0,53 mmol, 0,04 eq.), dipaladio de trisdibencilidenacetona (Pd_{2}(dba)_{3}) (242 mg, 0,26 mmol, 0,02 eq.), y t-butoxido sódico (1,78 g, 18,5 mmol, 1,4 eq.) en tolueno anhidro (45 ml) en atmósfera de nitrógeno. La mezcla de reacción se calentó a 100ºC durante 1,5 h, después se dejó enfriar hasta 20ºC y finalmente se vertió en éter dietílico (150 ml). Se filtró la mezcla a través de celita y se concentró el filtrado al vacío. Se sometió el residuo a cromatografía en gel de sílice usando un gradiente escalado de amoniaco metanólico 2 M en diclorometano (2 l) al 3% y después amoniaco metanólico 2 M en diclorometano al 4% para obtener las fracciones puras del producto (2,02 g, 56%).

Se añadió ácido fumárico (0,82 g, 1 eq.) a una disolución de benzofurilpiperazina (2,02 g) en metanol anhidro (100 ml). Se sonicó la suspensión hasta que se obtuvo una disolución transparente y se concentró la disolución al vacío para dar un sólido. El sólido se trituró con éter dietílico y la suspensión se agitó durante 30 min. Se filtró el sólido blanco resultante y se secó al vacío a 60ºC durante 48 h para dar la sal fumarato del compuesto del título (2,73 g, 96%).

[\alpha]_{D} = -21,5º (C =1,0)

^{1}H-RMN (400 MHz, CD_{3}OD): 7,93 (d; J = 2,4; 1 H; H-C(2)); 7,49 (dd; J = 8,3; 1,0; 1H, H-C(5)); 7,0-6,9 (m; 2 H; H-C(3) y H-C(6)); 6,68 (s; 2 H; H vinílico del ácido fumárico); 4.1-4.0 (m; 2 H; 2 x ½ CH_{2}); 3,65-3,55 (m; 1 H; CH); 3,54 (ddd; J = 12,7; 2,4; 2,4; 1 H; 0,5 CH_{2}); 3.40 (ddd; J = 12,7; 12.7; 3,4; 1 H; 0,5 CH_{2}); 3,23 (ddd; J = 13,7; 10.3; 3.4; 1 H; 0,5 CH_{2}); 3,04 (dd; J = 13,4; 10,5; 1 H, 0,5 CH_{2}); 1,42 (d; J = 6,8; 3 H, CH_{3})

AE: Calculado para C_{14}H_{15}F_{3}N_{2}O\cdotC_{4}H_{4}O_{4}: C 54,00; H 4,78; N 7,00.Encontrado: C 53,76; H 4,62; N 6,94.

Ejemplo 2 Fumarato de1-(4-trifluorometilbenzofur-7-il)-3(S)-etilpiperazina 1-(4-trifluorometilbenzofur-7-il)-3(S)-etil-4-tert-butoxicarbonilpiperazina

Comenzando con 1,45 g (5,47 mmol) de 4-trifluorometil-7-bromobenzofurano y 1,4 g (6,53 mmol) de 1-(tert-butoxicarbonil)-2(S)-etilpiperazina se prepararon 1,82 g (84%) del compuesto deseado esencialmente como se describió en el Ejemplo 1.

EMEE: m/e = 399 (M+1)

Desprotección

Se enfrió en un baño de hielo una disolución de la 1-(tert-butoxicarbonil)-2(S)-etilpiperazina preparada anteriormente en 20 ml de diclorometano y se trató con 20 ml de ácido trifluoroacético y se dejó en agitación la mezcla de reacción durante 5 horas a temperatura ambiente. Los extractos orgánicos se concentraron a presión reducida y se disolvió el residuo en 200 ml de acetato de etilo. Esta disolución se extrajo secuencialmente con bicarbonato de sodio acuoso saturado (3 x 100 ml), agua desionizada (100 ml), y cloruro sódico acuoso saturado (100 ml). Se secó la fase orgánica en sulfato magnésico, se filtró, y el filtrado se concentró a presión reducida para proporcionar 1,24 g (91%) de 1-(4-trifluorometilbenzofur-7-il)-3(S)-etilpiperazina.

EMEE: m/e = 299 (M+1)

Esta piperazina se disolvió en 20 ml de etanol absoluto y se filtró la disolución. Se calentó el filtrado a reflujo y se trató con 0,48 g de ácido fumárico. Se calentó la mezcla durante cinco minutos hasta que se disolvieron los sólidos. Se concentró la disolución a presión reducida y el residuo se trituró con 50 ml de éter dietílico. La suspensión se dejó en agitación durante 0,5 horas, se filtró, y el sólido blanco se lavó con 2 x 20 ml de éter dietílico. Se secó el sólido a 60ºC a presión reducida durante 4 horas para proporcionar 1,39 g (81%) del compuesto del título.

p.f = 163-164ºC

AE: Calculado para C_{15}H_{17}F_{3}N_{2}O \cdot}C_{4}H_{4}O_{4}: C, 55,07; H, 5,11; N, 6,76. Encontrado: C, 54,98; H, 5,09; N, 6,77.

[\alpha]_{D}^{20} (metanol, c = 10,2 mg/ml)= -9,81º

La capacidad de los compuestos de fórmula I para unirse al subtipo 5-HT_{2c} del receptor se midió esencialmente según lo descrito por Wainscott (Wainscott, et al., Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 276, 720-727, (1996)).

Preparación de las membranas

Se cultivaron en suspensión células AV12 transfectadas establemente con receptores 5-HT_{2c} humanos y se recogieron mediante centrifugación, se resuspendieron en tris-HCl 50 mM, p.H 7,4; y se congelaron a -70ºC. En el día del ensayo se descongeló una alícuota de células, se resuspendieron en 40 ml de tris-HCl 50 mM, p.H 7,4; y se centrifugaron a 39.800 xq durante 10 minutos a 4ºC. El sedimento resultante se resuspendió, se incubó a 37ºC durante 10 minutos para eliminar la serotonina endógena y después se centrífugo dos veces más.

Unión de [^{125}I]-DOI para la determinación de la afinidad por el receptor 5-HT_{2c}

De manera breve, se añadieron membranas celulares preparadas a diluciones de compuestos en una disolución final que contiene tris-HCl 50 mm, p.H 7,4; MgCl_{2} 9,75 mM, EDTA 0,5 mM, pargilina 10 \muM, ascorbato de sodio al 0,1%, y [^{125}I]-DOI 0,1 nM, con mianserina 10 mM para definir la unión no específica. Todas las incubaciones (800 \mul) se llevaron a cabo a 37ºC durante 30 minutos antes de recoger en filtros de GF/C prehumedecidos con polietilenimina al 0,5%, con cuatro lavados de 1 ml de de tris-HCl 50 mM, pH 7,4, enfriado en hielo y cuantificarse en un contador gamma. Se llevaron a cabo análisis de regresión no lineal en las curvas de respuesta a una concentración usando la ecuación logística de cuatro parámetros descrita por DeLean (DeLean, et al., Molecular Pharmacology, 21, 5-16 (1982)). Los valores CI_{50} se convirtieron en valores K_{i} usando la ecuación de Cheng-Prusoff (Cheng, et al., Biochem.Pharmacol., 22, 3099-3108 (1973)).

En este ensayo se analizaron los compuestos de los ejemplos 1 y 2 en este ensayo y se encontró que tenían afinidad por el receptor 5-HT_{2c}. La selectividad de estos compuestos por el receptor 5-HT_{2c} respecto a otros receptores serotoninérgicos se demuestra por los datos de la tabla siguiente:

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Receptor de 5-HT	Compuesto del ejemplo 1	Compuesto del ejemplo 2
	K_{i} (nM)	K_{i} (nM)
1a	134,35	261
1b	260,30	2937
1d	147,25	726
1e	632,60	1143
1f	162,75	1000
2a	37,65	27,76
2b	176,85	177,03
2c	2,41	0,77
4	977,30	No determinado
6	225,05	607

El receptor 5-HT_{2c} esta acoplado funcionalmente a proteínas G específicas. La activación agonista de los receptores 5-HT_{2c} acoplados a la proteína G da como resultado la liberación de GDP de la subunidad (G alfa q o G alfa i) de la proteína G y la posterior unión de GTP. La unión del análogo [^{35}S]-GTP\gammaS estable es un indicador de la activación de este receptor.

Unión de [^{35}S]-GTP\gammaS

El ensayo de proximidad de centelleo de inmunoadsorción (ISPA) en placas microtitulación de la unión de [^{35}S]-GTP\gammaS a G alfa q ó a G alfa i fue modificado respecto a las condiciones publicadas (DeLapp et al., JPET 289}, (1999), 946-955). Los compuestos del ensayo se disolvieron en DMSO y se diluyeron en tampón de ensayo que consistía en Tris-HCl 50 mM (p.H 7,4), MgCl_{2} 10 mM, NaCl 100 mM, y EGTA 0,2 mM. Las incubaciones se llevaron a cabo en 12 concentraciones de ensayo; el volumen fue de 200 \mul. La incubación también contuvo GDP 0,1 \muM y [^{35}S]-GTP\gammaS 0,25 nM. Se añadieron los homogenados de membrana de las células AV12 transfectadas establemente con el receptor 5-HT_{2c}.humano y las placas de microtitulación se incubaron durante 30 minutos a temperatura ambiente. Se finalizó la incubación mediante adición de Nonidet P-40 (a una concentración final del 0,27%), seguido de la adición del anticuerpo policlonal anti-G alfa q/11 de conejo (0,2 \mug por pocillo), y de las perlas del ensayo de proximidad de centelleo anti-conejo (Amersham; 1,25 mg por pocillo, el volumen final fue 290 \mul). Se incubó la mezcla durante 3 horas a temperatura ambiente para completar la inmunoadsorción del [^{35}S]-GTP\gammaS unido a G alfa q/11. Se centrifugaron las placas de microtitulación brevemente para sedimentar las perlas. Se cuantificó la unión de [^{35}S]-GTP\gammaS por espectrometría de centelleo en placa de microtitulación (de Wallac). Los análisis de datos se llevaron a cabo mediante análisis de regresión no lineal con el programa GraphPad Prism testigo en un ordenador personal, usando las curvas testigo de respuesta a la concentración de 5-HT para definir la estimulación máxima de la unión [^{35}S]-GTP\gammaS.

Se probó el fumarato de 1-(4-trifluorometilbenzofur-7-il)-3(S)-metilpiperazina en el ensayo de [^{35}S]-GTP\gammaS y se encontró que era un agonista del receptor 5-HT_{2c}, CE_{50} = 8,5 nM. Se probó el fumarato de 1-(4-trifluorometilbenzofur-7-ilo)-3(S)-etilpiperazina en el ensayo de [^{35}S]-GTP\gammaS y se encontró que también era un agonista del receptor 5-HT_{2c}, CE_{50} = 7,8 nM.

La capacidad de los agonistas del receptor 5 HT_{2c} para tratar la obesidad en general se demostró mediante análisis en un ensayo de alimentación.

Ensayo de alimentación en ayuno

Se dejan en ayuno ratas macho durante 18 horas antes del ensayo. Primero se asignan las ratas al grupo en tratamiento o al testigo (N = 8), después se pesan, se les administra el fármaco o el vehículo oralmente, y se las devuelve a su jaula. Treinta minutos más tarde se pone a disposición de los animales la comida. Se pesa la comida y el comedero antes, una hora, dos horas, y cuatro horas después de ofrecer la comida a los animales del ensayo. Se comparó el peso de la comida consumida más su desperdicio por los animales tratados con el de la comida consumida más su desperdicio por los animales testigo usando un análisis ANOVA de una dirección, con un test post-hoc de Dunnet.

Aunque es posible administrar un compuesto directamente sin ninguna formulación, generalmente los compuestos se administran en forma de composiciones farmacéuticas que comprenden un excipiente farmacéuticamente aceptable y al menos un ingrediente activo. Estas composiciones se pueden administrar por una variedad de rutas que incluyen la oral, rectal, transdérmica, subcutánea, intravenosa, intramuscular, e intranasal. Muchos de los compuestos empleados en los procedimientos de esta invención son efectivos tanto en composiciones inyectables como orales. Tales composiciones se preparan en una forma bien conocida en la técnica farmacéutica y comprenden al menos un compuesto activo. Véase, por ejemplo, Remington's Pharmaceutical Sciences (Ed. 16, 1980).

Al elaborar las composiciones empleadas en la presente invención el ingrediente activo generalmente se mezcla con un excipiente, se diluye con un excipiente o se acompañan con un vehículo tal que puede estar en forma de una cápsula, sobre, papel u otro contenedor. Cuando el excipiente sirve como diluyente, puede ser un material sólido, semisólido, o líquido, que actúa como vehículo, excipiente o medio para el ingrediente activo. Por tanto, las composiciones pueden estar en forma de comprimidos, píldoras, polvos, pastillas, bolsitas, caches, elixires, suspensiones, emulsiones, disoluciones, jarabes, aerosoles (como sólido o en un medio líquido), ungüentos que contienen por ejemplo hasta 10% en peso del compuesto activo, cápsulas de gelatina blandas y duras, supositorios, soluciones inyectables estériles y polvos empaquetados estériles.

Al preparar una formulación puede ser necesario moler el compuesto activo para proporcionar un tamaño de partícula adecuado antes de combinarlo con los otros ingredientes. Si el compuesto activo es sustancialmente insoluble normalmente se muele a un tamaño de partícula de menos de un tamiz de malla de 200. Si el compuesto activo es sustancialmente soluble en agua el tamaño de la partícula normalmente se ajusta moliendo para proporcionar una distribución sustancialmente uniforme en la formulación, por ejemplo aproximadamente de un tamiz de malla de 40.

Algunos ejemplos de excipientes adecuados incluyen la lactosa, dextrosa, sacarosa, sorbitol, manitol, almidones, goma de acacia, fosfato de calcio, alginatos, tragacanto, gelatina, silicato de calcio, celulosa microcristalina, polivinilpirrolidona, celulosa, agua, jarabe, y metilcelulosa. Las formulaciones pueden incluir adicionalmente: agentes lubricantes tales como el talco, estearato de magnesio y aceite mineral; agentes humectantes; agentes emulsionantes y de suspensión; agentes conservantes tales como metil- y propilhidroxibenzoatos; agentes edulcorantes; y agentes aromatizantes. Las composiciones de la invención se pueden formular de forma que proporcionen una liberación rápida, sostenida o retardada del ingrediente activo después de la administración al paciente empleando procedimientos conocidos en la técnica.

Las composiciones preferiblemente se formulan en una forma de dosificación unitaria, conteniendo cada dosis de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 100 mg, más usualmente de aproximadamente 1,0 a aproximadamente 30 mg de ingrediente activo. La expresión ``forma de dosificación unitaria'' se refiere a unidades discretas físicamente adecuadas como dosificaciones unitarias para sujetos humanos y otros mamíferos, conteniendo cada unidad una cantidad predeterminada de la sustancia activa calculada para producir el efecto terapéutico deseado, en asociación con un excipiente farmacéutico adecuado.

Los compuestos activos son generalmente efectivos en un intervalo de dosificación amplio. Por ejemplo, las dosificaciones por día normalmente están en el intervalo de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 30 mg/kg. En el tratamiento de seres humanos adultos se prefiere especialmente el intervalo de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 15 mg/kg/día, en una dosis única o dividida. No obstante, se entenderá que la cantidad de compuesto que realmente se administra será determinada por el médico, a la luz de las circunstancias relevantes, incluyendo la afección que se va a tratar, la ruta elegida de administración, el compuesto o los compuestos reales administrados, la edad, el peso, y la respuesta de cada paciente, y la gravedad de los síntomas del paciente, y por tanto los intervalos de dosificación anteriores no pretenden limitar el alcance de la invención en ningún modo. En algunos casos los niveles de dosificación por debajo del límite inferior del intervalo anterior mencionado puede ser más que adecuado, mientras que en otros casos se pueden emplear dosis más grandes sin causar ningún efecto secundario dañino, con la condición de que tales dosis más grandes se dividan primero en varias dosis más pequeñas para la administración a lo largo del día.

Formulación del ejemplo 1

Se preparan las cápsulas duras de gelatina que contienen los siguientes ingredientes:

Ingrediente	Cantidad (mg/cápsula)
Compuesto del ejemplo 1	30,0
Almidón	305,0
Estearato de magnesio	5,0

Los ingredientes anteriores se mezclan y se introducen en cápsulas duras de gelatina en cantidades de 340 mg.

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Formulación del ejemplo 2

Se prepara una fórmula de comprimido usando los ingredientes de abajo:

Ingrediente	Cantidad (mg/comprimido)
Compuesto del ejemplo 2	25,0
Celulosa, microcristalina	200,0
Dióxido de silicio coloidal	10,0
Ácido esteárico	5,0

Los componentes se mezclan y se comprimen para formar comprimidos, pesando cada uno 240 mg.

Formulación del ejemplo 3

Se prepara una formulación inhaladora de polvo seco que contiene los siguientes componentes:

Ingrediente	Peso (%)
Compuesto del ejemplo 1	5
Lactosa	95

La mezcla activa se mezcla con la lactosa y la mezcla se añade a un instrumento de inhalación de polvo seco.

Formulación del ejemplo 4

Se preparan los comprimidos que contienen cada uno 30 mg del ingrediente activo, como sigue:

Ingrediente	Cantidad (mg/comprimido)
Compuesto del ejemplo 2	30,0 mg
Almidón	45,0 mg
Celulosa microcristalina	35,0 mg
Polivinilpirrolidona
(como disolución al 10% en agua)	4,0 mg
Carboximetilalmidón de sodio	4,5 mg
Estearato de magnesio	0,5 mg
Talco	1,0 mg
Total	120 mg

El ingrediente activo, el almidón y la celulosa se hacen pasar a través de un tamiz de malla Nº 20 de E.E.U.U y se mezclan exhaustivamente. La disolución de polivinilpirrolidona se mezcla con los polvos resultantes, los cuales se pasan después a través de un tamiz de malla 16 de E.E.U.U. Los gránulos producidos de esta forma se secan a 50-60ºC y se pasan a través de un tamiz de malla 16 de E.E.U:U. El carboximetilalmidón de sodio, el estearato de magnesio, y el talco, previamente pasados a través de un tamiz Nº 30 de malla de E.E.U.U, se añaden después a los gránulos que después de mezclarse se comprimen en una máquina de compresión para dar comprimidos que pesan cada uno 120 mg.

Formulación del ejemplo 5

Se elaboran cápsulas que contienen cada una 40 mg de medicamento, como sigue:

Ingrediente	Cantidad (mg/cápsula)
Compuesto del ejemplo 1	40,0 mg
Almidón	109,0 mg
Estearato de magnesio	1,0 mg
Total	150 mg

El ingrediente activo, la celulosa, el almidón, y el estearato de magnesio se mezclan, se hacen pasar a través de un tamiz de malla Nº 20 de E.E.U.U, y se rellenan las cápsulas duras de gelatina en cantidades de 150 mg.

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Formulación del ejemplo 6

Se elaboran supositorios que contienen cada uno 25 mg de ingrediente activo, como sigue:

Ingrediente	Cantidad
Compuesto del ejemplo 2	25,0 mg

Glicéridos de ácido graso saturado hasta 2,000 mg

El ingrediente activo se hace pasar a través de un tamiz de malla Nº 60 de E.E.U.U, y se suspende en los glicéridos del ácido graso saturado previamente fundidos usando el mínimo calor necesario. Se vierte después la mezcla dentro de un molde de supositorio de 2,0 g de capacidad nominal y se deja enfriar.

Formulación del ejemplo 7

Se preparan suspensiones que contienen cada una 50 mg de medicamento por dosis de 5,0 mL, como sigue:

Ingrediente	Cantidad
Compuesto del ejemplo 1	50,0 mg
Goma de xantano	4,0 mg
Carboximetilcelulosa de sodio (11%)
Celulosa microcristalina (89%)	50,0 mg
Sacarosa	1,75 mg
Benzoato de sodio	10,0 mg
Aroma y color	c.s.
Agua purificada a	5,0 ml

Se mezclan el medicamento, la sacarosa y la goma de xantano, se hacen pasar a través de un tamiz de malla Nº 10 de E.E.U.U., y después de mezclan con una disolución previamente elaborada de la celulosa microcristalina y de carboximetilcelulosa de sodio en agua. El benzoato de sodio, el aroma, y el color se diluyen con algo de agua y se añaden con agitación. Después se añade el agua suficiente para producir el volumen requerido.

Formulación del ejemplo 8

Se elaboran las cápsulas, conteniendo cada una 15 mg del medicamento, como sigue:

Ingrediente	Cantidad (mg/cápsula)
Compuesto del ejemplo 2	15,0 mg
Almidón	407,0 mg
Estearato de magnesio	3,0 mg
Total	425,0 mg

Se mezclan el ingrediente activo, la celulosa, el almidón, y el estearato de magnesio, se pasan a través de un tamiz de malla Nº20 de E.E.U.U., y se depositan en cápsulas de gelatina duras en cantidades de 425 mg.

Formulación del ejemplo 9

Se puede preparar una formulación intravenosa como sigue:

Ingrediente	Cantidad
Compuesto del ejemplo 1	250 mg
Salina isotónica	1000 mL

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Formulación del ejemplo 10

Se puede preparar una formulación tópica como sigue:

Ingrediente	Cantidad
Compuesto del ejemplo 2	1-10 g
Cera emulsionante	30 g
Parafina líquida	20 g
Parafina blanda blanca a	100 g

Se calienta la parafina blanda blanca hasta su fundición. Se incorporan la parafina liquida y la cera emulsionante y se agitan hasta que se disuelven. Se añade el ingrediente activo y se continua la agitación hasta su dispersión. Después se enfría la mezcla hasta que solidifica.

Formulación del ejemplo 11

Se pueden preparar los comprimidos sublinguales o bucales, cada uno conteniendo 10 mg de ingrediente activo, como sigue:

Ingrediente	Cantidad por comprimido
Compuesto del ejemplo 1	10,0 mg
Glicerol	210,5 mg
Agua	143,0 mg
Citrato sódico	4,5 mg
Alcohol de polivinilo	26,5 mg
Polivinilpirrolidona	15,5 mg
Total	410,0 mg

Se mezclan juntos el glicerol, el agua, el citrato sódico, el alcohol de polivinilo y la polilvinilpirrolidona con agitación continua y manteniendo la temperatura hasta aproximadamente 90ºC. Cuando se han disuelto los polímeros, la disolución se enfría hasta aproximadamente 50-55ºC y se mezcla lentamente el medicamento. La mezcla homogénea se vierte en formas elaboradas de un material inerte para producir una matriz de difusión que contiene el fármaco que tiene un grosor de aproximadamente 2-4 mm. Después se corta esta matriz de difusión para formar comprimidos individuales que tienen el tamaño adecuado.

Otra formulación preferida empleada en los procedimientos de la presente invención emplea instrumentos de liberación transdérmica (parches). Se pueden usar tales parches transdérmicos para proporcionar una inyección continua o discontinua de los compuestos de la presente invención en cantidades controladas. La construcción y el uso de los parches transdérmicos para la liberación de los agentes farmacéuticos es bien conocida en la técnica. Véase, por ejemplo, la patente de Estados Unidos 5.023.252, publicada el 11 de Junio de 1991, incorporada por referencia en la presente memoria. Tales parches se pueden construir para la liberación continua, pulsátil o requerida de agentes farmacéuticos.

Frecuentemente, será deseable o necesario introducir la composición farmacéutica en el cerebro, directamente o indirectamente. Las técnicas directas generalmente consisten en la colocación de un cateter de liberación del fármaco en el sistema ventricular del huésped para que pase la barrera cerebral sanguínea. Tal sistema de liberación implantando, usado para el transporte de factores biológicos en regiones anatómicas biológicas, se describe en la patente de Estados de Unidos 5.011.472, publicada el 30 de Abril de 1991, la cual se incorpora como referencia en la presente memoria.

Las técnicas indirectas, que generalmente son las preferidas, generalmente consisten en formular las composiciones para proporcionar la laceración del fármaco por la conversión de los fármacos hidrofílicos en fármacos solubles en lípidos o profármacos. Generalmente se consigue la laceración a través del bloqueo de los grupos hidroxilo, carbonilo, sulfato, y de amina primaria presentes en el fármaco para rendir a un fármaco más soluble en lípidos y más susceptible de ser transportado a través de la barrera cerebral sanguínea. De manera alternativa, la liberación de los fármacos hidrofílicos se puede mejorar con la inyección intra-arterial de soluciones hipertónicas que puede abrir de manera temporal la barrera cerebral sanguínea.

La clase de formulación empleada para la administración de los compuestos empleados en los procedimientos de la presente invención puede ser dictada por los compuestos particulares empleados, el tipo de perfil farmacocinético deseado a partir de la ruta de administración y de los compuestos, y del estado del paciente.

Claims

1. Un compuesto de fórmula

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en la que R es metilo o etilo, o las sales de adición de ácido farmacéuticamente aceptables del mismo.

2. Un compuesto de la reivindicación 1, en el que R es metilo.

3. Un compuesto de la reivindicación 1, en el que R es etilo.

4. Una formulación farmacéutica que comprende, en asociación con un vehículo, diluyente o excipiente farmacéuticamente aceptable, un compuesto de fórmula I:

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5. Una formulación farmacéutica de la reivindicación 4, en la que R es metilo.

6. Una formulación farmacéutica de la reivindicación 4, en la que R es etilo.

7. Un compuesto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, que se usa para aumentar la activación del receptor 5-HT_{2c} en mamíferos.

8. Un compuesto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, que se usa para el tratamiento de la obesidad en mamíferos.

9. Un compuesto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, que se usa para el tratamiento de la depresión en mamíferos.

10. Un compuesto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, que se usa para el tratamiento de un trastorno obsesivo compulsivo en mamíferos.

11. Un compuesto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7-10, siendo el mamífero un ser humano.

12. El uso de un compuesto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3 en la fabricación de un medicamento para aumentar la activación del receptor 5-HT_{2c} en mamíferos.

13. El uso de un compuesto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3 en la fabricación de un medicamento para el tratamiento de la obesidad en mamíferos.

14. El uso de un compuesto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3 en la fabricación de un medicamento para el tratamiento de la depresión en mamíferos.

15. El uso de un compuesto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3 en la fabricación de un medicamento para el tratamiento de un trastorno obsesivo compulsivo en mamíferos.

16. Un uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12-15, siendo el mamífero un ser humano.