NO161909B - Analogifremgangsmaate for fremstilling av farmasoeytisk anvendelige salter av 3-hydroksy-butansyre. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en analogifremgangsmåte

for fremstilling av farmasøytiske forbindelser for metabolsk beskyttelse av myokardiet i tilfeller med sykdommer så som kardimyopati av ischaemisk eller ikke-ischaemisk opprinnelse.

Forbindelsene som fremstilles i henhold til oppfinnelsen er salter av 3-hydroksybutansyre avledet fra en aminosyre av naturlig opprinnelse som inneholder minst 2 nitrogengrupper pr. karboksylgruppe.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er karakterisert ved at 3-hydroksybutansyre blir omsatt med en aminosyre av naturlig opprinnelse som inneholder minst 2 nitrogengrupper pr. karboksylgruppe.

Gode resultater kan oppnås med salter som er avledet fra aminosyrer som har minst 2 nitrogengrupper pr. karboksylgruppe og som er i L-isomer form, og mer spesielt med saltene som er avledet fra L-lysin, L-histidin og L-arginin. De beste resultater er blitt oppnådd med saltene som er avledet fra L-arginin. Forbindelsene som er beskrevet ovenfor er foretrukket i farma-søytiske preparater.

3-hydroksybutansyren som inngår i slike preparater og som salter er avledet fra, og også forbindelsene selv, kan være forskjellige isomere former så som L(+)- og racemiske former. Denne syre er imidlertid fortrinnsvis i den D(-)-isomere form. 3-hydroksybutansyren kan oppnås ved hvilken som helst kjent syntesemetode, så som direkte kjemiske eller biokjemiske synteser. D(-)-3-hydroksybutansyren kan fordelaktig oppnås ved depolyme-risering av naturlige polymerer som er ekstrahert fra biomasser, ved den fremgangsmåte som er beskrevet i den europeiske patent-søknad 43.620.

Saltene av 3-hydroksybutansyre og den beskrevne aminosyre

kan fremstilles på hvilken som helst egnet måte. Med hensyn til salter som er avledet fra 3-hydroksybutansyren i D(-)- eller L(+)-isomere former så består den foretrukne fremgangsmåte i å omsette 3-hydroksybutansyren med aminosyren i et egnet løsnings-middel, så som vann, og ved en temperatur på mellom 20 og 80'C og fortrinnsvis mellom 30 og 50°C. For å utføre dette er den vanlige metode å anvende medier som inneholder 3-hydroksybutansyren og aminosyren av naturlig opprinnelse i ekvimolare mengder eller i slike mengder at 3-hydroksybutansyren er i svakt

overskudd i forhold til den støkiometriske mengde, under kraftig røring og ved et trykk av størrelsesorden som atmosfæretrykk. Konsentrasjonene av de anvendte medier varierer mellom 0,5 og 8 molar med hensyn til 3-hydroksybutansyren og aminosyren, og denne konsentrasjon er fortrinnsvis mellom 1 og 6 molar. Slutten av omsetningen er karakterisert ved fortykning eller størkning av reaksjonsblandingen. Saltene kan så utvinnes ved vanlige fremgangs-måter, så som inndampning av løsningsmidlet, og saltene blir oppnådd i fast form. De kan så, om passende, utsettes for én eller flere omkrystalliseringer.

Forbindelsene som fremstilles i henhold til oppfinnelsen kan anvendes som legemidler, og spesielt til behandling og forebyggelse av metabolske sykdommer i myokardiet ved medisinsk behandling av mennesker og i veterinærmedisin. I dette tilfelle er de fortrinnsvis for anvendelse som et farmasøytisk middel bestemt for innvortes behandling. Videre kan slike preparater anvendes til behandling eller forebygging av andre sykdommer, f.eks. sykdommer som skyldes mangler i metabolismen av keton-substanser eller epilepsi.

Forbindelsene som fremstilles i henhold til oppfinnelsen kan blandes med tilsetningsadditiver som muliggjør at de kan administreres bekvemt, f.eks. i form av pulver, tabletter, kapsler, belagte tabletter, piller, granuler, suppositorier, gelatinkapsler, ampuller, siruper, emulsjoner, løsninger eller suspensjoner.

Disse additiver kan være bærere eller ikke-toksiske løsningsmidler som vanligvis anvendes i farmasien, f.eks. vann, organiske løsningsmidler av paraffinisk type, og vegetabilske og alifatiske alkoholiske oljer, uorganiske salter og vanlige fyllstoffer, emulgeringsmidler av polyoksyalkylen-typen eller av den aromatiske eller alifatiske sulfonat-type, cellulosederivater, stivelse, dispergeringsmidler, smøremidler, f.eks. stearinsyresalter eller talk, bindemidler og vanlige søtningsmidler eller aromamidler.

De farmasøytiske preparater som forbindelser fremstilt i henhold til oppfinnelsen inngår i, inneholder vanligvis mellom 1 og 99 vekt% av én eller flere slike forbindelser. De kan administreres for behandling eller forebyggelse av metabolske forstyrrelser i myokardiet hos alle pattedyr, men spesielt mennesker, i form av én eller flere "dosisenheter" eller "admini-strasjonsdoser" i en farmasøytisk effektiv mengde.

Uttrykket "dosisenhet" eller "administrasjonsdose" er ment å bety en enhetsdose som kan administreres til en pasient og som lett kan behandles og pakkes, mens den blir værende i form av en fysikalsk stabil enhetsdose som inneholder den aktive ingrediens alene eller i blanding med faste eller flytende farmasøytiske fortynningsmidler eller bærere.

Forbindelsene som fremstilles i henhold til oppfinnelsen

kan spesielt formuleres for oral administrasjon, rektal administrasjon, administrasjon ved intrasmuskulær injeksjon eller administrasjon ved intravenøs perfusjon.

Dersom de er bestemt for oral administrasjon i fast form,

kan preparatene inneholde opp til 5g av 3-hydroksybutansyre pr. administrasjonsdose. Vanligvis inneholder dosene mellom 0,1 og 3g, og fortrinnsvis mellom 0,5 og 2g, med 3-hydroksybutansyre eller en ekvivalent mengde av salt.

De preparater som foreligger i flytende form og er bestemt for oral administrasjon, kan være løsninger, emulsjoner eller suspensjoner, hvilke kan være eller ikke være sirupaktige. Den mengde av 3-hydroksybutansyre, eller salt ledet derfra, som de vanligvis inneholder, er i alminnelighet mellom 1 og 750g, og fortrinnsvis mellom 10 og 500g pr. liter væske.

Dersom de er bestemt for administrasjon ved intramuskulær injeksjon, kan preparatene være tillaget (formulert) under sterile forhold, i konsentrert form eller en form som er klar for bruk, slik at de vanligvis inneholder minst 0,05 vekt%, og fortrinnsvis mellom 0,1 og 30 vekt%, av 3-hydroksybutansyre, idet den maksimale konsentrasjon blir fastsatt med isotonisiteten med blodserumet. Når det dreier seg om argininsaltet av D(-)-3-hydroksybutansyre, er de foretrukne konsentrasjoner i væsken som er klar for injeksjon, mellom 1 og 45g pr. liter væske. I det tilfellet hvor det blir brukt hypotoniske formuleringer, kan isotonisiteten oppnås ved å inkorporere midler som er kjent for dette formål, så som natriumklorid eller dekstrose. Formuleringene kan også inneholde sterile fortynningsmidler så som vann, ikke-flyktige oljer, polyetylenglykoler, glycerol og polypropylen-glycoler, antibakterielle midler så som benzylalkohol, anti-oksydanter så som askorbinsyre og natriumbisulfitt, chelaterings-midler og puffere så som acetater, citrater eller fosfater, som er fysiologisk forlikelige.

Formuleringene bestemt for administrasjon ved intramuskulær injeksjon, kan pakkes på hvilken som helst av de vanlige måter og kan spesielt tilbys i glass- eller plast-ampuller eller sprøyter som skal kastes etter bruk.

Preparater av forbindelser fremstilt ved oppfinnelsen og som er bestemt for administrasjon ved intravenøs perfusjon, kan også lages ved anvendelse av de teknikker og additiver som vanligvis anvendes på dette området. Konsentrasjonene av 3-hydroksybutansyre, eller av salt avledet derfra, i slike preparater er vanligvis ikke høyere enn 0,001 vekt%. Når det dreier seg om D(-)-3-hydroksybutansyresaltet avledet fra arginin, varierer disse konsentrasjoner vanligvis mellom 0,05 og 45g, og fortrinnsvis mellom 0,1 og 35g, pr. liter væske.

De farmasøytiske preparater kan inneholde andre bestanddeler som er aktive mot sykdommer i det kardiale system eller i blodsirkulasjonen. Blant disse aktive bestanddeler kan f.eks. nevnes kardiotoniske heterosider, glukokortikoider, beta-blokkere, kalsiumantagonister, midler som gjør det mulig å nedsette blodtrykket, antiarrytmiske midler og antikoaguleringsmidler, forutsatt at der er forlikelighet.

De farmasøytiske preparater kan anvendes til metabolsk beskyttelse av myokardiet ved profylaktiske eller helbredende behandlinger, spesielt når det dreier seg om intense fysikalske aktiviter, så som sportsaktiviteter eller energetiske beskjef-tigelser, som medfører overdrevent oksygenforbruk i et angivelig normalt hjerte, ved kardiomyopati av ikke-ischaemisk opprinnelse, ved kardiomyopati av ischaemisk opprinnelse, så som angina pactoris eller myokardial infarkt, ved myokardial ischaemia som kommer av sammenbrudd i det koronare perfusjonstrykk, så som iakttatt ved tilstander med sirkulerende sjokk på grunn av blødning, og vanligvis ved en hver situasjon med adrenergisk utløp, så som iakttatt ved tilstander av stress eller ved alvorlig trauma.

Virkemåten til forbindelsene fremstilt ved oppfinnelsen viser seg å være særegen ny. Hittil har det i virkeligheten vært vanlig å overvinne utilstrekkelig tilveiebringelse av oksygen til myokardiet, på grunn av myokardial ischaemia, ved å redusere kraftforbruket som blir utøvet. Nå har forsøk på hunder utført med preparater av forbindelser fremstilt ved oppfinnelsen vist at de mekaniske påvirknings-indekser til hjertet, så som forholdet mellom gjennomsnittlig aortisk trykk og det myokardiale oksygenforbruk er forbedret. Dosene som skal administreres daglig kan varieres innen vide grenser, men blir vanligvis beregnet slik at de representerer 0,001 og lg av 3-hydroksybutansyre, eller salt avledet derfra, pr. kg av vekten. Den foretrukne daglige dose er mellom 0,005 og 0,5g/kg.

Oppfinnelsen blir belyst av de følgende eksempler.

Eksempel

Fremstilling av L (+)- argininsaltet av D(-)- 3- hydroksybutansyre

1 kg av en vandig løsning inneholdende 593 g (5,7 mol) av D(-)-3-hydroksybutansyre blir innført i en sylindrisk reaktor

som er forsynt med en kappe som gjør det mulig å avkjøle eller oppvarme reaktoren, har en høyde på 30 cm og en diameter på 11 cm og er forsynt med en rører som har 4 blad dekket med poly-vinylidenfluorid. Alt sammen blir rørt kraftig og 960 g av L(+)-arginin blir innført i løpet av 5 minutter. Når temperaturen i reaksjonsblandingen når 45°C, blir blandingen avkjølt ved å sirkulere vann ved 20°C gjennom kappen, mens det samtidig fort-settes med å røre blandingen. En gradvis fortykning av suspen-sjonen blir iakttatt, og blandingen.størkner til sist 15 minutter etter at innføringen av L(+)-arginin har opphørt. Det faste stoff blir så utvunnet og tørker til konstant vekt i en vakuumovn ved 50°C. Til sist blir et L(+)-argininsalt av D(-)-3-hydroksybutansyre utvunnet, hvilket har et smeltepunkt på mellom 100 og 105°C og en optisk rotasjon [a]^7 C på 2,32°, målt med en vandig løsning som har en konsentrasjon på 4,60 g/100 ml, ved 27°C.

Forsøk 1

Dette forsøk blir utført for sammenligning nå 6 hunder, identifisert som A, B, C, D, E og F, hvis kjønn og vekt er angitt 1 tabell I nedenfor, som er bedøvet ved subkutan injeksjon av

2 mg/kg av morfin. Det blir administrert 30 mg/kg av nembutal,

og hundene blir holdt under kunstig åndedrett ved hjelp av en Starling-pumpe. Det aortiske trykk, det myokardiale oksygen-

forbruk, oksygen-partial-trykket i det koronare vene-blod, den koronare strømning i den aortiske pH blir målt, sammen med det myokardiale forbruk av laktat, glukose, frie fettsyrer og 3-hydroksybutanoat. De gjennomsnittlige verdier som ble iakttatt, er angitt i tabell III nedenfor.

Forsøk 2

Dette forsøk blir også utført for sammenligning.

De 6 hundene fra forsøk 1, holdt under de ovennevnte forhold med hensyn til bedøvelse, blir utsatt for adrenergisk stimulasjon ved intravenøs infusjon av noradrenalin med de doser og i de perioder som er angitt i tabell II nedenfor.

De samme parametere blir målt som i forsøk 1, og de gjennomsnittlige verdier av disse målinger er gitt i tabell III nedenfor.

Forsøk 3

Dette forsøk blir utført ved anvendelse av et preparat inneholdende en forbindelse fremstilt i henhold til oppfinnelsen.

Forsøk 2 blir gjentatt på de samme hunder, bortsett fra at dyrene mottar en intravenøs infusjon av natriumsaltet av D(-)-3-hydroksybutansyre i en grad. av 80 ymol pr. kg legemsvekt og pr. minutt.

De gjennomsnittlige verdier for de målte parametere er angitt i tabell III nedenfor.

En sammenligning av resultatene i tabell III viser at administrasjonen av natriumsaltet av D(-)-3-hydroksybutansyre forårsaker en reduksjon i det virkelige oksygenforbruk i myo-kardiet utsatt for adrenergisk utløp (sammenligning av forsøkene 2 og 3) og en økning i forholdet mellom det aortiske trykk og oksygenforbruket, som blir høyere (sammenligning av forsøkene 2 og 3) og nærmer seg verdiene målt forøvrig (sammenligning av forsøkene 1 og 3).

Resultatene viser også at assimilasjonen av de frie fettsyrer avtar i favør av 3-hydroksybutanoatet (sammenligning av forsøkene 2 og 3.) og nærmer seg verdiene observert med det ikke-stimulerte myokardium (sammenligning av forsøkene 1 og 3).

Endelig blir den metabolske syredose bremset ved det adrenergiske utløp korrigert (sammenligning av forsøkene 1, 2

og 3) .

Forsøk 4 til 6

Forsøkene beskrevet ovenfor blir gjentatt på en hann-hund som veier 28 kg„ men med stimulering forårsaket av intravenøs infusjon av 200 ng/kg, min. av noradrenalin i 25 minutter, og ved intravenøs administrasjon av 40 ymol/kg, min. av L-arginin-saltet av D(-)-3-hydroksybutansyren .fra eksempel 1. Parameterne målt under forløpet av forsøket (forsøk 6) og under forløpet av sammenligningsforsøkene utført i fravær av stimulering og behandling (forsøk 4), og ved å bevirke stimulering men ikke behandling (forsøk 5), er angitt i tabell IV nedenfor.

En sammenligning av resultatene i tabell IV viser at administrasjonen av argininsaltet av D(-)-3-hydroksybutansyre (forsøk 6) gjør det mulig å redusere det virkelige oksygenforbruk i myokardiet utsatt for adrenergisk stimulering under de verdier som er målt med og uten adrenergisk stimulering (sammenligning av forsøkene 4 og 5) , og også øke forholdet mellom det aortiske trykk og oksygenforbruket.

Resultatene viser også at assimilasjonen av de frie fettsyrer er normalisert og at blodets pH blir holdt ved normale verdier (forsøkene 4, 5 og 6).

Oessuten viser en sammenligning av verdiene i tabellene III og IV (forsøkene 3 og 6) at saltene som er avledet fra arginin har fordel overfor natriumsaltene ved stabilisering av det aortiske trykk med verdier som er identiske med dem målt i fravær av adrenergisk stimulering (forsøkene 1 og 4).

Forsøk 7 til^,TFW_r , ^

Forsøkene beskrevet i eksempel 2 blir gjentatt, men de blir utført på 10 hunder som har en gjennomsnittlig legemsvekt på ca. 29 kg, og med stimulering fremkalt ved hjelp av en gjennomsnittlig infusjon i det venstre ventrikulære hulrom på 500 ng/kg» min. med noradrenalin i 20 minutter, og ved intra-venøs adminstrasjon av 80 ymol/kg, min. av L-argininsaltet av D(-)-3-hydroksybutansyren fra eksempel 1. Gjennomsnittet av de 10 verdier som ble målt under forløpet av forsøket (forsøk 9)

og under forløpet av sammenligningsforsøkene utført i fravær av stimulering og behandling (forsøk 7), og ved å bevirke stimuler-ingen men ikke behandlingen (forsøk 8), er angitt i tabell V nedenfor.

En sammenligning av resultatene i tabell V viser at administrasjonen av arginin-saltet av D(-)-3-hydroksybutansyre (forsøk 9) gjør det mulig å redusere det virkelige oksygenforbruk i myokardiet utsatt for adrenergiske stimulasjoner, i forhold til verdiene målt med adrenergisk stimulasjon men uten administrasjon av saltet av D(-)-3-hydroksybutansyre (sammenligning med forsøk 8).

Forsøk 1 : Som en løsning for oral administrasjon

Argininsaltet av D (-)-3-hydroksybutansyre blir blandet med essensen av peppermynte og sakkarinet, det hele blir oppløst i vannet og løsningen blir innført i flasker på 500 cm .

Forsøk 2 : Løsning for intravenøs perfusjon

Argininsaltet blir oppløst i det destillerte vann og løsningen blir innført i løsningsposer på 1000 cm 3under sterile forhold.

Claims (4)

1. Analogifremgangsmåte for fremstilling av farmasøytisk anvendelige salter av 3-hydroksybutansyre, avledet fra en aminosyre av naturlig opprinnelse som inneholder minst 2 nitrogengrupper pr. karboksylgruppe, karakterisert ved at 3-hydroksybutansyre blir omsatt med en aminosyre av naturlig opprinnelse som inneholder minst 2 nitrogengrupper pr. karboksylgruppe.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som aminosyre anvendes L-arginin.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som aminosyre anvendes L-lysin eller L-histidin.

4. Fremgangsmåte som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at 3-hydroksybutansyre omsettes i sin D(-)-isomere form.