Способ получения оптически активного (2s)- или (2r)-эндо- бицикло[2.2.1]гептан-2-ола, способ получения 5-(3-[(2r)- экзо-бицикло[2.2.1]гепт-2-илокси]-4-метоксифенил)-3,4,5,6- тетрагидропиримидин-2(1н)-она, оптически активный 5-(3- [экзо-бицикло[2.2.1]гепт-2-илокси]4-метоксифенил)-3,4,5,6- тетрагидропиримидин-2(1н)-он, оптически активные промежуточные соединения и способ их получения
Использование: биотехнология. Сущность изобретения: оптически активные (2S)-эндобицикло [2.2.1] гептан-2-ол или (2R)-эндо-бицикло [2.2.1] гептан-2ол получают путем трансэтерификации рацемического эндобицикло [2.2.1] гептан-2-ола и 2,2,2-трихлорэтилбутирата в реакционно инертном по существу безводном органическом растворителе в присутствии панкреатической липазы млекопитающих, 5-(3-[(2R)-экзо-бицикло [2.2.1] гепт-2-илокси-4-метоксифенил) -3,4,5,6-тетрагидропиринидин-2(1H)-он получают взаимодействием (2S)-эндо-бицикло [2.2.1] -гептан-2-ола с по меньшей мере одним моль-эквивалентом 3-гидрокси-4-метоксибензальдегида в присутствии одного моль-эквивалента каждого из веществ: трифенилфосфина и диэтилазодикарбоксилата в реакционно инертном растворителе при 50-100oC, образующийся 3-(3- [(2R)-экзо-бицикло-[2.2.1] гепт-2-илокси]-4метоксибензальдегид) обрабатывают двумя моль-эквивалентами цианоуксусной кислоты в пиридине в присутствии каталитического количества пиперидина, образующийся 3-(3-(2R)-экзобицикло [2.2.1] гепт-2-илокси] -4-метоксифенил) пентандинитрил подвергают гидратации, с последующей циклизацией образующегося 3-(3- [(2R)-экзо-бицикло [2.2.1] гепт-2-илокси]-4метоксифенил)глутарамида в присутствии молярного избытка тетраацетата свинца в пиридине. 5 с. и 6 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к способу получения (+) (2R)-эндо-норборнеола и (-)-(2S)-эндо-норборнела и последующего их превращения, соответственно, в фармацевтические средства, 5-(3-[(2S)-эндо-норборнеола и последующего их превращения, соответственно, в фармацевтические средства, 5-(3-[(2S)-экзо-бицикло [2.2.1] гепти-2-илокси] - 4-метоксифенил)-3,4,5,6-тетрагидропирамидин-2 (1H)-он формулы: , и его энантиомер, 5-(3- [(2R.) -экзо-бицикло [2.2.1.]гепт-2- илокси]- 4- метоксифенил)-3,4,5,6-тетрагидропиримидин-2 (1Н)-он, формулы:
.



и 3-(2R)-экзо-бицикло[2.2.1. ]гепт-2-илокси)-4-метоксибензальдегид формулы:

(а) реакция оптически активного 3-(экзо-бицикло[2.2.1.]гепт- -2-илокси)-4- метоксибензальдегида (III) или (IV) с не менее 2 моль-эквивалентами 2-цианоуксусной кислоты в пиридине в присутствии каталитического количества пиперидина при температуре в пределах примерно 25-100oC,чтобы получить оптически активный 3-(3- экзо-бицикло [2.2.1. ] гепт-2-илокси)-4-метоксифенил)пентандинитрил формулы (V) и (VI),приведенных ниже, где V представляет собой CN,
(Ь) обычная гидратация указанного пентандинитрила, чтобы получить оптически активный 3-(3-(экзо-бицикло [2.2.1. ]гепт-2-илокси) -4-метоксифенил)глютарамид формулы (V) или (VI), приведенные ниже, где V представляет собой CONH2, и
(с) циклизация указанного глютарамида под действием молярного избытка тетраацетата свинца в пиридине, чтобы получить оптически активный 5-(3-(экзо-бицикло[2.2.1. ] гепт-2-илокси)-4- метоксифенил)-3,4,5,6,-тетрагидроксипиримидин-2-(1H)-он формулы (I) или (II),приведенные выше. Настоящее изобретение также относится к недоступным до настоящего времени оптически активным видам соединения формул (I) и (II), приведенных выше, и к оптически активным промежуточным соединениям формул:

где V представляет собой - CN или - CONH2. Различные аспекты настоящего изобретения легко осуществить. Соответственно, рацемический эндо-норборнеол и 2,2,2-трихлорэтилбутирал, сложный эфир, по существу в моль-эквивалентных количествах растворяют в реакционно инертном органическом растворителе. Предпочтительными растворителями в данном случае являются простые эфиры, такие, как сам эфир, диизопропиловый эфир, тетрагидрофуран или диоксан, которые по существу являются безводными и в то же время легко растворяют указанные реагенты. Панкреатическую липазу, полученную от млекопитающих (предпочтительно свиная панкреатическая липаза, которую легко получить из коммерческих источников), добавляют по частям в виде сухого порошка в нужных количествах, чтобы поддержать разумную скорость трансэстерификации. Температуру, являющуюся очень критичной, обычно поддерживают в пределах примерно 15-40oC. Если температура слишком низка, скорость будет слишком низкой, в то время как слишком высокие температуры будут быстро дезактивировать фермент. За реакцией следят аналитическими методами (удобно с помощью протонного магнитного резонанса, с помощью которого легко различать исходные материалы и полученный сложный эфир) и заканчивают ее, когда реакция завершается на 40-50% с тем, чтобы обеспечить максимальную оптическую чистоту выделенных (2S)-эндо-норборнеола и (2R)-эндо-норборнилбутирата. Эти продукты разделяют известными способами, удобно с помощью хроматографических способов, а сложный эфир гидролизуют обычными способами, хорошо известными в данной области, чтобы получить (2R)-эндо-норборнеол. Согласно настоящему изобретению полученные оптически активные (2R)- и (2S)-эндо-норборнеолы превращают, соответственно, в альдегиды вышеуказанных формул (III) и (IV ) по способу, описанному в цитированной ссылке WO89/06576 и кратко изложенному выше. Затем, согласно настоящему изобретению, альдегиды вышеуказанных формул (III) и (IV) конденсируют с не менее, чем с двумя мольэквивалентными эквивалентными цианоуксусной кислоты, чтобы получить динитрил формулы (V) или (VI), где V представляет собой CN. Удобно эту конденсацию осуществлять в пиридине, который также частично выполняет роль основного катализатора, в присутствии вторичного амина, предпочтительно незатрудненного, такого, как пиперидин или пирролидин, в количестве, являющемся, как правило, молярным избытком. Хотя начальные стадии реакции можно осуществить при окружающей температуре, реакцию (включая декарбоксилирование) лучше всего осуществлять при нагревании при температуре в пределах примерно 80-110oC. Динитрилы формулы (V) или (VI) затем гидратируют в бис-амиды формулы (V) или (VI), где V представляет собой CONH2, известными способами. Удобно это осуществлять путем контактирования динитрила в реакционно инертном водном органическом растворителе (например, 2:1 ацетон:H2О) с полумолярным количеством H2O2 в присутствии избытка Na2CO3 при температуре в пределах примерно 0-30oC. Наконец, бис-амиды формулы(VI) циклизуют, чтобы получить оптически активный 5-(3- экзо-бицикло[2.2.1. ] гепт-2-илокси)-4- метоксифенил)-3,4,5,6-тетрагидропиримидин-2(1H)-он формулы (I) или (II). Это лучше всего осуществить с помощью молярного избытка тетраацетата свинца в избытке пиридина в качестве растворителя. Температура не является критической, причем, как правило, температуры в пределах 0-60oC оказываются удовлетворительными. Удобно использовать температуры окружающей среды, чтобы избежать расходов на нагревание и охлаждение. Как указано на с.25 цитированной выше патентной заявки WO87/06576, 5-(3-(экзо-бицикло[2.2.1.] гепт-2-илокси)-4- метокси-фенил)-3,4,5,6,-тетрагидропиримидин-2(1H)-он обладает in vitro активностью ингибировать фосфодиэстеразы, полученные из коры головного мозга крыс. Более уместной для полезности этого средства при лечении астмы является его активность ингибировать фосфодиэстеразы, полученные из легкого морской свинки, как подробно описано в примере 1, где настоящие оптически активные соединения формул (I) и (II) проявляют одинаковую активность. Полезность для лечения астмы далее подтверждается способностью настоящих соединений ингибировать in vivo эозинофильную миграцию в сенсибилизированной легочной ткани в морских свинках, которым ввели антигены, как подробно описано в примере 2. Полезность настоящих соединений для лечения псориаза и дерматита, вызванных повышенной контактной чувствительностью, подтверждается способностью настоящих соединений ингибировать in vivo отек кожи в морских свинках, сенсибилизированных к овальбумину, как подробно описано в примере 3. В системном лечении астмы или воспалительных заболеваниях кожи с помощью соединения формулы (I) или (II), либо с помощью соответствующего рацемического соединения, дозировка обычно составляет примерно от 0,01 до 2 мг/кг/день (0,5-100 мг/день при типичном весе человека 50 кг) в виде единственной или раздельных доз, безотносительно от пути введения. Конечно, в зависимости от конкретного соединения и от конкретной природы индивидуальной болезни могут быть предписаны дозировки вне указанных пределов по указанию лечащего врача. При лечении астмы, как правило, предпочтительны внутриназальные средства (капли или аэрозоль), ингаляции аэрозоля через рот и обычное оральное введение. Однако, если больной не может глотать, либо иным образом нарушено оральное поглощение, предпочтительным системным путем введения будет парентеральный путь (внутримышечный, внутривенный). При лечении воспалительных заболеваний кожи предпочтительным путем введения является оральный или местный. При лечении воспалительных заболеваний дыхательных путей предпочтительным путем введения является внутриназальный или оральный. Соединения по настоящему изобретению обычно вводят в виде фармацевтических композиций, содержащих одно из указанных соединений вместе с фармацевтически допустимым носителем или разбавителем. Такие композиции обычно включают в рецептуру известным способом, используя твердые или жидкие носители или разбавители, соответствующие виду нужного введения: для орального введения в форме таблеток, твердых или мягких желатиновых капсул, суспензий, гранул, порошков и т.п., для парентерального введения в форме растворов или суспензий для инъекции и т.п., для местного введения в форме растворов, лосьонов, мазей, кремов и т.п., обычно содержащих примерно от 0,1 до 1%(вес/объем) активного ингредиента, и для внутриназального или ингаляторного введения обычно в виде раствора, содержащего от 0,1 до 1% (вес/объем). Настоящее изобретение проиллюстрировано следующими примерами, но оно не ограничено его подробностями. Пример 1. Ингибирование легочной фосфодиэстеразы (PDEIY). Легочную ткань от морских свинок поместили в гомогенизационный буферный раствор (20 миллимоль/л Бистрис, 5 миллимоль/л 2-меркапто-этанола, 2 миллимоль/л бензамидина, 2 миллимоль/л ЭДТА, 50 миллимоль/л ацетата натрия, pH 6,5) при концентрации 10 мл/мг ткани. Ткань гомогенизировали с помощью гомогенизатора тканей Tekmar на полной скорости в течение 10 с. Фенилметилсульфонилфторид (ФМСФ, 50 миллимоль/л в 2-пропаноле) добавляли к буферу непосредственно перед гомогенизацией, чтобы получить конечную концентрацию ФМСФ 50 микромоль/л. Гомогенат центрифугировали при 12000 g в течение 10 мин при 4oC. Поверхностный раствор отфильтровали через марлю и стекловату, а затем подали в колонку 17 х 1,5 см DEAE-Sepharose CL-6В, предварительно уравновешенную гомогенизационным буфером при 4oC. Использовали скорость потока 1 мл/мин. После пропускания поверхностного раствора через колонку, колонку промывали объемом гомогенизационного буфера, по меньшей мере вдвое превышающим объем поверхностного раствора. Фосфодиэстеразу промывали линейным градиентом ацетата натрия 0,05-01 моль/л. Собрали сто фракций по 5 мл. Фракции сохранили на основании проявляемой ими специфической фосфодиэстеразной (PDEIV) активности, определяемой с помощью гидролиза с [3H] сАМР и в сравнении со способностью известной PDEIV. Получение испытываемых соединений. Соединения растворяли в ДМСО в концентрации 10-2 моль/л, а затем разбавляли водой 1oC25 (4х10 моль/л соединения, 4% ДМСО). Затем осуществляли последовательные разбавления в 4% ДМСО, чтобы получить нужные концентрации. Конечная концентрация ДМСО в пробирках составляла 1%. Следующие вещества добавили в перечисленном порядке в стеклянные пробирки 12 х 75 мм, в трех экземплярах, при 0oC, (все концентрации приведены как конечные концентрации в пробирке):
25 микролитров соединения или ДМСО (1%, для контроля и пустой опыт)
25 микролитров аналитического буфера (50 миллимоль/л Трис, 10 миллимоль/л MgCl2, pH 7,5)
25 микролитров /3H/-сАМР (1 микромоль/л)
25 микролитров фосфодиэстеразного фермента PDEIV (для пустого опыта фермент предварительно инкубировали в бане с кипящей водой в течение 10 мин)
Реакционные пробирки встряхивали и поместили в водяную баню (37oC) на 10 мин, после этого времени реакцию останавливали, помещая пробирки в баню с кипящей водой на 2 минуты. Промывочный буфер (0,5 мл,0,1 моль/л HEPES/0,1 моль/л NaCl, pH 8,5) добавляли в каждую пробирку на бане со с льдом. Содержимое каждой пробирки наносили на колонку Аffi-Gel60l (гель с боронатным средством, объем слоя 1,2 мл), предварительно уравновешенной промывочным буфером. [3H] сАМР промывали 2 х 6 мл промывочным буфером, а затем [3H] 5'АМР элюировали 6 мл 0,25 моль/л уксусной кислоты. После вихревого перемешивания 1 мл элюата добавили к 3 мл жидкости для атомной сцинциляции в подходящей ампуле, перемешали и подсчитали [3H]. Процент ингибирования определяли по формуле:

1000 х [Среднее значение оптическ. плотн. (сенсиб, введен антиген) - среднее значение оптич. плотн (несенсиб. введен антиген)]
Процент ингибирования специфической ЕРО реакции из-за предварительной лекарственной обработки рассчитывали по формуле:

Четырех морских свинок (Hartley, самцы, 350-400 г) сенсибилизировали антиальбуминным IgGl антителом. Двум морским свинкам орально ввели испытываемое соединение при дозировке 32 мг/кг, а двум остальным морским свинкам ввели носитель (2% Твин-80). Через один час после введения каждой морской свинке внутривенно ввели 1 мл Evan Blue (7 мг/мл), а затем через их кожу им ввели подкожно 0,1 мл овальбумина (0,1% ) или PBS. Через двадцать минут после введения кожу удаляли, и визуально обследовали место отечной кожи (круглые голубые пятна в местах введения антигена). Введение овальбумина приводило к образованию отечности на коже в месте введения овальбумина, в то время как введение PBS давало меньший отек кожи. Как интенсивность, так и площадь голубых пятен в местах введения антигена были значительно меньше у двух морских свинок, которым ввели рацемический 5- (3- экзо-бицикло [2.2.1.]гепт-2-илокси)-4-метоксифенил)-3,4,5,6, -тетрагидропиримидин-2(1Н)он, по сравнению с отеком у животных, которым ввели носитель. Этот результат наглядно показывает, что это соединение является эффективным против отека кожи у морских свинок, вызванного антигеном. Пример 4. (+) -(2R)- и (-)-(2S)-эндо-Норботэнеол
[(2R)- и (2S)-эндо-Бицикло [2.2.1.] гептан-2-ол/
dl -Эндонорборнеол (5,0 г, 44,6 миллимоль) и трихлороэтилбутират (5,1 г, 23,2 миллимоль) растворили в 40 мл диэтилового эфира. Добавили молекулярных сит 4А (4г), и смесь перемешивали при комнатной температуре. Порционно добавляли свиную панкреатическую липазу (Сигма, тип II, неочищена) в количествах 0,5 г, 1,0 г, 1,0 г, 1,0 г и 0,5 г в моменты времени, соответственно 0, 20, 43, 50 и 67 ч. Ход реакции контролировали с помощью протонного магнитного резонанса, и примерно при 50% превращении (92 ч) реакционную смесь отфильтровывали через диатомовую землю и выпарили под вакуумом без нагревания. (Спирт возгонялся легко) Неочищенный остаток подвергали флэш-хроматографии с программируемым градиентом элюента 2-25% эфир/гексан, чтобы выделить 2,9 г (15,9 миллимоль) (2R) - эндонорборнилбутирата в виде неочищенного масла и 1,8 г (16 миллимоль) (2S)-эендонорборнеола в виде белого твердого вещества, [альфа]D = - 2,03oC, е.е. 87,2% ( на основании протонного магнитного резонанса полученного сложного эфира (S)- альфаметокси-альфа-(трифторометил)фенилуксусной кислоты (МТРА)). Ввиду того, что удельное вращение так мало, величины е.е., определенные протонным магнитным резонансом, являются намного более надежной мерой оптической чистоты. Выделенный эндонорборнилбутират (2,3 г , 12,6 миллимоль), К2СО3 (2,5 г, 18,0 миллимоль) и метанол (65 мл) перемешивали при комнатной температуре в течение 64 ч перед распределением между диэтиловым эфиром и водой. Органическую часть промывали водой и солевым раствором, сушили (Na2SO4), отфильтровывали и сконцентрировали под вакуумом, получив 1,3 г (11,6 миллимоль, выход 91,9%), (2R)-эндонорборнеола,
[альфа] D = + 2,7oC, е.е. 87,6% (на основании протонного магнитного резонанса сложного эфира МТРА). Эти стадии способа были повторены при завершении сложноэфирного обмена только до 44%, в результате получили (2S)-эндонорборнеол низкой оптической чистоты с более, чем 90% выходом, [альфа]D = - 0,88, е.е. 71,4 (на основании протонного магнитного резонанса, как указано выше), и (2R) - эндонорборнеол более высокой оптической чистоты с выходом 56,4, е.е. свыше 95% ( на основании протонного магнитного резонанса, как указано выше)
Пример 5. 3-[(2S)-экзо-Бицикло [2.2.1.] гепт-2-илокси/-4-метоксибен-зальдегид
Диэтилазодикарбоксилат (28,5 г, 27,7 мл, 0,141 моль) и три-(фенилфосфин (36,9г, 0,141 моль) растворили в 200 мл тетрагидрофурана. К этому раствору добавили (+) - (2R)-эндо-норборнеол (7,9г, 0,0705 молью в 100 мл тетрагидрофурана, а затем З-гидрокси-4- метоксибензальдегид (изованиллин, 21,4 г, 0,141 моль) в 100 мл тетрагидрофурана. Полученную смесь нагревали с обратным холодильником в течение двух дней, затем охладили, разбавили 1,5 литрами эфира, промывали последовательно половинными объемами воды (2х), 0,5 н. раствора NaOH (2х), воды и рассола, сушили (NaOH), отгоняли из нее легкие фракции, и остаток хроматографировали на силикагеле, который градиентно элюировали этилацетатом от 0 до 10%, получив 8,5 г названного выше продукта, 8,5 г (49%), [альфа]D = + 24,5o (дейтерохлороформ)
Таким же способом (-)- (2S)-эндо-норборнеол превратили в 3-[(2R)-экзо-бицикло [2.2.1. ]гепт-2- илокси]-4-метоксибензальдегид, который имел аналогичные физические свойства за исключением знака вращения. Пример 6. (3-(3-[(2S)-экзо-Бицикло[2.2.1. ] гепт-2илокси]метоксифенил) пентандинитрил
Названный продукт предшествующего примера (8,5 г, 0,0346 моль) растворили в 250 мл пиридина. Добавили цианоуксусную кислоту (14,6 г,0,171 моль) и пиперидин (5 мл), и смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 4 часов, а затем при 60oC в течение 2 ч и наконец при 100oC в течение 24 ч. Растворитель удалили отгонкой под вакуумом, и остаток растворили в 250 мл этилацетата, промывали насыщенным NaHCO3, а затем водой, повторно отогнали легкие фракции и провели кристаллизацию из изопропилового спирта/изопропилового эфира, получив 5,84 г(54%) вышеназванного продукта, т.пл. 121-123oC, [альфа]D = + 17,8o(дейтерохлороформ)
Таким же способом энантиомерный продукт предшествующего примера превратили в 3-(3-[(2R)-экзо-бицикло[2.2.1.]гепт2-илокси]-4- метоксифенил)пентандинитрил, имеющий идентичные физические свойства за исключением знака вращения. Пример 7. 3-(3- [(2S)-экзо-Бицикло[2.2.1.]гепт-2-илокси/-4-метокси- фенил)глутарамид
К названному продукту предшествующего примера (5,82г, 0,0188 моль) в 150 мл смеси 2:1 ацетона:H2О по объему добавили 5 мл 10% раствора Na2CO3, после чего по каплям добавили 30% H2О2 (8 мл, 0,094 моль), поддерживая температуру 0-5o. После перемешивания в течение 16 ч при комнатной температуре смесь вылили в воду (300 мл) и этилацетат (500 мл), и смесь перемешивали в течение 1 ч, чтобы растворить все твердые вещества. Органический слой отделили; промыли H2O и солевым раствором, высушили и отгоняли легкие фракции, чтобы закристаллизовать остаток, который подвергали флэш-хроматографии на силикагеле, используя смесь 15:1 CH2Cl2, CH3ОН в качестве элюанта, чтобы получить 3,7 г вышеназванного продукта, т. пл 198,5-199,5oC, ИК-спектр (KBr)см-1: 3335, 3177, 2952, 1674, 1631, 1516, 1406, 1256, 1142, 1003, 809, 685, 641 см-1. Таким же способом энантиомерный продукт предшествующего примера превратили в 3-(3-/(2R)-экзо-бицикло [2.2.1.]гепт-2-илокси/-4- метоксифенил)глутарамид, имеющий такие же физические свойства за исключением знака вращения. Пример 8. 5-(3-[(2S)-экзо-Бицикло[2.2.1. ]гепт-2-илокси/-4- метоксифенил)-3,4,5,6,-тетрагидропиримидин-2(1H)-он
К названному продукту предшествующего примера (3,7 г, 0,0107 моль), который был растворен в 250 мл пиридина, добавили тетрацетат свинца (10,92г, 0,0246 моль) в 250 мл пиридина. После перемешивания в течение 30 ч реакционную смесь отогнали под вакуумом, и маслянистый остаток растворили в 100 мл CH2Cl2, промыли H2O и солевым раствором, высушили (Na2SO4), отогнали из него легкие фракции, и полученные твердые вещества растирали с эфиром, чтобы получить вышеназванный продукт в виде белого твердого вещества 1,21 г, т. пл 202-203oC, [альфа]D = + 14,45o(дейтерохлороформ)
Таким же способом энантиомерный продукт предшествующего примера превратили в 5-(3-[2R)-экзо-бицикло[2.2.1. ] гепт-2-илокси] -4- метоксифенил)-3,4,5,6-тетрагидропиримидин-2(1H)-он, имеющий такие же физические свойства за исключением знака вращения.
Формула изобретения

и формулу II

6. Соединение по п.5, имеющее формулу I
7. Соединение по п.5, имеющее формулу II. 8. Оптически активное производное 3-(3-[экзо-бицикло[2.2.1]гепт 2-илокси] -4-метоксифенил)- глутаровой кислоты, выбранное из группы соединений, имеющих абсолютно стереохимическую формулу V

и формулы VI

где Y -CH- или -CONH2-группа. 9. Соединение по п.8, в котором Y -CH-группа. 10. Соединение по п.8, в котором Y -CONH2-группа. 11. Способ получения оптически активных соединений формул V или VI по п. 8, отличающийся тем, что оптически активный 3-(экзо-бицикло[2.2.1]гепт-2-илокси)-4-метоксибензальдегид подвергают взаимодействию с по меньшей мере 2 моль цианоуксусной кислоты в пиридине в присутствии каталитического количества пиперидина при 25 100oС с последующим в случае необходимости гидратированием образующегося динитрила.