Brevet FR2696456A1 — publié le 19940408

La présente invention, réalisée au Centre de Recherche PIERRE FABRE MEDICAMENT, a pour objet de nouveaux composés chimiques, leur procédé de préparation et leur application en tant que médicaments. Les synthèses de dihydro-1,2 oxo-2 quinoxalines diversement fonctionnalisées en position 3 sont reportées dans la littérature. Parmi ces composés on peut noter des esters (F.E. KINO et J.W. CLARK-LEWIS, J. Chem. Soc. 1953. 172-177), des amides (H. BREDERECK et W. PFLEIDERER, Chen. Ber. 87, 1119-23 (1954) ou des usines. Dansez cette catégorie, E. SCHIPPER et A.R. DAY décrivent la synthèse de la dihydro-1,2 amino-3 oxo-2 quinoxaline (J. Am. Chem. Soc. 73, 5672-5675 (1951)) et J.W. CLARK-LEWIS celle de la dihydro-1,2 aminomethyl-3 methyl-1 oxo-2 quinoxaline (J. Chem. Soc. 1957, 422). Par ailleurs, la présence en position 3, d'une chaine carbonée, fonctionnalisee ou non, confère aux molécules une activité bronchodilatatrice, revendiquée dans les brevets suivants : - US. 4.181.724 du 1.1.80., Appl. 940.815 du 11.9.78 (UPJOHN. Co). - Demande FR 89.13961 du 23.10.89 (Pierre FABRE Médicament). La présente invention concerne les composés de formule générale I dans laquelle R1 et R2 représentent, indépendamment l'un et l'autre. l'hydrogène ou un radical alcoyle en C1-C4 linéaire ou ramifié, R3 représente un groupement alcoyle. alcenyle ou hydroxyalcoyleRen C3-C6 linéaire ou ramifié. En outre, l'invention couvre les sels des composés de formule générale I avec des acides pharmaceutiquement acceptables dans le cas de composés présentant une basicité suffisante. Les composés de formule générale I de l'invention peuvent être préparés selon le schéma de réaction suivant Les composés de départ de formule générale II dans lesquels R représente méthyle ou éthyle peuvent être obtenus selon des méthodes connues, par exemple celles décrites par ABDULLA et al. J. Heterocyclic. Chem., 13,427 (1976) ou par SEN et al., J. Indian Chem. Soc., Vol 38, n" 4,1961, p. 225-228. L'hydroxyester II est traité par un réactif R3S dans lequel R3 a la même signification que précédemment et X représente un groupement nucléofuge tel que l'atome d'iode, de chlore ou de brome ou un groupe mésylate ou tosylate. La réaction peut être effectuée en présence d'une base telle que l'hydrure de sodium au sein d'un solvant aprotique polaire tel que le DMF. Elle peut également être réalisée dans un milieu tel que K2CO3-acétone. Après saponification à la soude ou à la potasse en milieu alcoolique, le composé III obtenu, pour lequel R représente un atome d'hydrogène, est traité par le diphénylphosphoryle azide dans le tertiobutanol en présence d'une base telle que la triéthylamine. La réaction est conduite de préférence à une température comprise entre 50"C et la température d'ébullition du tertiobutanol pour former, via l'isocyanate intermédiaire non isolé, le composé IV. Le composé IV est traité - soit par un composé R1Y, R1 représentant un groupe alcoyle en C1-C4 linéaire ou ramifié et Y représentant un groupement labile tel que halogène (CL, Br, I), mésylate ou tosylate. - soit par un dialcoyle C1-C2 sulfate, puis soumis à une hydrolyse acide pour conduire au composé I (R1 A H, R2 = H). La réaction d'alcoylation est avantageusement effectuée dans des conditions de transfert de phase en utilisant un solvant non miscible à l'eau tel que le THF et un catalyseur de transfert de phase tel que, à titre d'exemple le chlorure de benzyl triethyl ammonium. L'hydrolyse acide peut être réalisée par traitement à l'acide chlorhydrique alcoolique à une température comprise entre la température ambiante et la température d'ébullition du solvant, ou à l'acide trifluoroacétique à température ambiante. Le même composé IV est directement soumis à hydrolyse acide pour accéder au composé I dans lequel R 1 = R2 = H. Les composés de formule générale I pour lesquels R1 et/ou R2 représentent lthydrogene peuvent être alcoylés selon les méthodes classiques utilisées pour alcoyler les amines primaires ou secondaires tel que, 9 titre d'exemple, le traitement par un halogénure d'alcoyle en C1-C4, pour conduire aux composés I dans lesquels R1 et R2 r H. Les exemples ci-après illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée. Les analyses centésimales ainsi que les spectres infrarouge et RMN confirment la structure des composés obtenus. Exemple 1 1) n-propyl-l dAhydro-1,2 oxo-2 quinoxaline carboxylate d'ethyle-3 1. A une suspension de 18,25 g (0,084 mole) d'hydroxy-2 quinoxaline carboxylate d'ethyle-3 dans 300 ml d'acétone, on ajoute 11,55 g (0,084 mole) de carbonate de potassium, 22,8 ml de bromure de n-propyle et on chauffe le tout 7 heures å reflux. Après évaporation da solvant sous vide, la masse résiduelle est extraite a l'éther éthylique. Les sels minéraux sont alors filtrés et le filtrat évaporé sous vide. L'huile brune ainsi obtenue est purifiée sur colonne de silice. L'élutîon par un mélange acétate d'éthyle - hexane 30-70 fournit, après évaporation, 14,6 g (rendement 58 %) de composé 1 sous forme de cristaux jaunes (F = 650C). CCM : Rf = 0,35 (acétate d'éthyle - hexane 30-70). 2) Acide n-propyl-l dihydro-1,2 oxo-2 3 quinoxaline carboxylique-3 2. Une solution de 14,6 g d'ester 1 (0,056 mole) dans 50 ml d'éthanol 9 95 et 56 ml de soude 2N (0,112 mole) est agitée 30 minutes 9 50 C. Après refroidissement et acidification par addition d'une solution d'acide chlorhydrique N, la suspension obtenue est glacée pendant une heure. Les cristaux sont alors filtrés, lavés à l'eau, à l'éthanol à 95' puis séchés sous vide à 50 C. On récupère ainsi 12,24 g d'acide 2 sous forme de paillettes jaunes (rendement 94 %) F = 172 C CCM : Rf t 0,65 (methanol - chloroforme 50-50). 3) n-propyl-l dihydro-1,2 oxo-2 terbutoxycarbonyl amino-3 quinoxaline . Une solution de 12,24 g (0,05227 mole) de l'acide 2, 15,1 il (0,11 mole/de triethylamine, 23,1 ml (0,105 mole) de diphenyl phosphorylazide dans 350 ml de terbutanol est chauffée pendant 5 heures å reflux. Après évaporation du solvant, l'huile résiduelle est reprise par une solution de bicarbonate de sodium et extraite å l'acétate d'éthyle. La phase organique est lavée å l'eau puis a l'eau salée, puis séchée sur sulfate de sodium et concentrée sous vide. Le solide obtenu est trituré dans l'éther éthylique, filtré, lavé et séché pour donner 12 g d'aiguilles blanches de composé 3 (rendement 75 %). F = 126-127'C. CCM = Rf : 0,61 (acétate d'éthyle - hexane 30-70). 4) n-propyl-l dihydro-1,2 oxo-2 amino-3 quinoxaline 4. Une solution de 7,12 (0,0234 mole) de carbamate 3 dans 50 il de méthanol et 35 ml d'acide chlorhydrique 6N est agitée 4 heures à température ambiante. On neutralise, sous refroidissement, par addition de soude 6N. Les cristaux formés sont filtrés, lavés à l'eau et séchés å 50 C. On obtient ainsi 4,55 g (rendement 95 %) de composé 4 sous forme d'une poudre blanche. F= 191-192 C. CCM = Rf : 0,65 (acétate d'éthyle - hexane 50-50). 5) n-propyl-1 dihydro-1,2 oxo-2 amino-3 quinoxaline ; chlorhydrate 5. Les cristaux de composé 4 obtenus ci-dessus sont mis en suspension dans i'éthanol. On ajoute ensuite une solution éthanolique de gaz chlorhydrique : la base se dissout puis le chlorhydrate commence a précipiter. Après refroidissement et dilution à l'éther éthylique, les cristaux' sont filtrés puis lavés avec un mélange éthanol - éther éthylique 50-50 puis à l'éther éthylique. Après séchage, on récupère 4,25 g (rendement 80 %) de composé sous forme de cristaux blancs. F = 188'C (sublimation). CCM = Rf : 0,65 (acétate d'éthyle - hexane 50-50 . Exemple 2 n-propyl-l dihydro-1,2 oxo-2 methylamino-3 quinoxaline ; chlorhydrate 6. Une solution de 9,32 g (0,03 mole) de carbonate 3 dans 100 ml de tetrahydrofurane est agitée 24 heures a température ambiante en présence de 3,4 ml de sulfate de méthyle, 21 ml de soude 6N et 684 mg de chlorure de benzyl triethyl ammonium. Après évaporation du solvant, le résidu est repris ê l'eau et extrait à l'acétate d'éthyle. Après lavage å l'eau, séchage sur sulfate de sodium et évaporation sous vide. l'huile récupérée (N-methyl carbamate intermédiaire) est traitée par une solution de 50 ml d'acide chlorhydrique 6N pendant 2 heures à 60 C. Cette solution est ensuite versée sur de la glace et neutralisée par additionade soude 6N. Le solide formé est extrait à l'acétate d'éthyle et le chlorhydrate isolé en opérant de façon identique à l'exemple précédent. On récupère ainsui 3,30 g (rendement 65 %) de composé 6 sous forme de cristaux blancs; = 150-151 C. CCM 2 Rf : 0,50 (acétate d'éthyle - hexane 30-70). Exemple 3 n-propyl-1 dihydro-1,2 oxo-2 dimethylamino-3 quinoxaline; chlorhydrate z. On agite pendant 1 heure à température ambiante 2 g (0,009 mole) de composé 6 dans 15 ml de N,N dimethylacétamide en présence de 0,4 g d'hydrure de sodium à 60 %. On ajoute ensuite 1,54 ml (0,025 mole) d'iodure de methyle et on chauffe 1 heure à 60 C. Apres évaporation du solvant sous vide, le chlorhydrate est obtenu de la même façon que dans les exemples précédents. On isole 1,79 g de cristaux blancs de composé 7 (rendement = 75 %). F= 120-121 C. CCM = Rf : 0,30 (acetate d'éthyle - hexane 10-90). Exemple 4 prenyl-l dihydro-1 ,2 oxo-2 amino-3 quinoxaline ; chlorhydrate 14. Une solution de 4 g de prenyl-l dihydro-1 ,2 oxo-2 terbutoxy carbonyl amino-3 quinoxaline (0,012 mole) dans l'acide trifluoroacétique est laissée sous agitation pendant 30 minutes. Après évaporation sous vide, le résidu est repris par une solution de bicarbonate de sodium et extrait a l'acétate d'éthyle. La phase organique est ensuite lavée å l'eau, séchée sur sulfate de sodium et concentrée. On obtient, après purification sur gel de silice, par élution avec un mélange acétate d'éthyle - CHCl3 30-70, puis après chlorhydratation de façon identique aux exemples précédents, 2,5 g de composé 14 sous forme de cristaux blancs (rendement 78 %). F s 191 C. CON - Rf : 0,5 (acétate d'éthyle - hexane 50-50). Exemple 5 (methyl-3 hydroxy-3) butyl-1 dihydro-1,2 oxo-2 amino-3 quinoxaline chlorhydrate 17. Une solution de 4 g de prenyl-l-dihydro-1 ,2 oxo-2 terbutoxy carbonyl amino-3 quinoxaline (0,012 mole) dans 30 ml d'acide chlorhydrique 6N est portée pendant 2 heures å 80 C sous agitation. Après refroidissement. la solution est versée sur de la glace et neutralisée par de la soude 6N. Le solide formé est, après filtration et lavage a l'eau, repris par l'acétone, puis la solution est séchée sur sulfate de sodium et évaporée à sec sous vide. On obtient, après chlorhydratàtion, 3 g de composé 11 (rendement 93 %) sous forme de cristaux blancs. F = 1900C. CCM = Rf : 0,25 (acétate d'éthyle - hexane 50-50). Le tableau I ci-apres résume les principaux produits synthétisés. TABLEAU - I Composés Rl Ra R3 Sel F ('C) 4 H H n. C3I base 191-192 5 H H n. C3 HC1 188 6 CH3 H n. C3 HC1 150-151 7 CH3 CH3 n. C3 HC1 120-121 8 H H n. C4 HC1 195 9 CH3 H n. C4H HC1 150 10 CH3 CH3 n. C4H9 HCl 130 Il H H -CH2-CH=CH2 HC1 191 12 CH3 H -CH2-CH=CH2 Hol 148 13 CH3 CH3 CH2CH=CH2 HC1 145 14 H K -CH2-CH3C HC1 14 H H -CH2-CH=Cs HCl 191 CH3 15 CH3 H -CH2-CHSCs 3 HC1 177 CN3 16 CH3 CH3 -CH2-CH::C 3 CH3 HCl 130 OH OIH CH 17 s H H C 2 2 sCH HC1 190 CH3 OH OHI,cH CH3 EXPERIMENTATIONS BIOLOGIQUES 1 - Etude pharmacologique Les composés de l'invention ont été soumis à des essais pharmacologiques qui ont montre leur intérêt en tant que broncholytiques. A cet effet, les composés ont été étudiés pour leur effet antagoniste des contractions provoquées par divers produits selon le protocole suivant. Un morceau de trachée de cobaye tricolore male de 400 g en moyenne est découpe en spirale et monté (2,5 cm environ) dans une cuve å organe isolé thermostatée å 37 C et remplie de tyrode oxygéné. On enregistre les contractions isométriques provoquées par les divers médiateurs gracie å un capteur UC2 Gould Statham (Gould Inc. Oxnard, California, USA) ou UF1 Palmer Bioscience relié å un enregistreur potentiométrique (Linseiss, Selb, RFA). Au début de l'expérience, le lambeau de trachée est soumis a une tension de 1 g et laissé au repos durant 1 H. On utilise les concentrations suivantes de médiateurs (concentrations provoquant en général une contraction maximale) : dichlorhydrate d'histamine, 10 pg/ml ; chlorure de potassium. 1850 pg/ml. Les concentrations d'agents utilisés entrainent des contractions qui deviennent maximales au bout de 5 å 15 mn suivant les médiateurs et se maintiennent en palier ensuite. Une concentration du produit étudié est administrée pour chaque contraction et le produit est laissé au contact de la trachée durant 5 mn. On mesure l'inhibition éventuelle obtenue au bout de ce temps (pourcentage de variation de l'amplitude de la contraction). La trachée est ensuite lavée durant 15 secondes et laissée au repos durant 10 mn environ (temps nécessaire au retour au tonus de base) avant de provoquer une nouvelle concentration. Les produits insolubles dans l'eau sont dilués dans 0,178 % (v/v) (concentration finale dans le bain) de diméthyl sulfoxide (DMSO). Cette concentration de DMSO n'entraîne aucun effet vis-a-vis des contractions des divers médiateurs étudiés. Les concentrations inhibitrices 50 % (IC50) sont calculées en utilisant un programme SAS (Statistical Analysis System) inspiré de Bliss et Cattel (BLISS C.I. et CATTEL McK. Biological Assay Ann. Rev. Physiol. 5, 479, 1943) Les résultats obtenus sur certains composés de l'invention sont reportés, à titre d'exemple, dans les tableaux 2 et 3. TABLEAU -II ANTAGONISME DE L'EFFET DU CHLORURE DE POTASSIUM Composé n IC50 ( g/ml) 5 19.3 6 4,7 7 28 8 9,6 9 11.1 10 11 21 12 9.1 13 19.3 14 7,4 17 45 Théophylline 30 TABLEAU - III ANTAGONISME DE L'EFFET DE L'HISTAMINE Composé n IC50 ( g/ml) 5 4,6 6 6,4 7 10,7 8 1,7 9 0,55 10 5,7 11 5,9 12 1,1 13 8,6 14 2,6 15 0,65 16 13,5 17 23 Théophylline 30 Les composés de l'invention ont en outre été testés sur le modèle de la pleurésie au Zymosan chez le rat (Tarayre et al. Pharmacol. Res., 21, 385, 1989) selon le protocole suivant . Technique On injecte dans la cavité pleurale de rats mâles Sprague Dawley légèrement anesthésiés å l'éther, 10 mg de Zymosan sous un volume de 0,15 ml à NaCl 0,9 % stérile. Les animaux sont sacrifiés 1 heure après et l'exsudat pleural est prélevé et mesuré. . Traitement Les animaux sont a jeun de nourriture depuis la veille. Les produits sont administrés p.o., une heure avant l'inJection de l'agent phlogogène, å la dose de 100 mg/kg. Les résultats obtenus sont reportés dans le tableau IV ci-dessous. TABLEAU - IV Pleurésis Zymosan Composé n volume exsudat pleural 5 - 21 % 6 - 27 % 7 - 44 % 8 + 4% 9 -29% 10 - 47 % 11 - 33 % 12 - 31 % 13 - 43 % 14 - 14 % 15 - 5% 2 - Applications thérapeutiques Les composés de l'invention sont des bronchodilatateurs qui peuvent être utilisés pour le traitement des maladies telles que les bronchopneusopathies obstructives chroniques. l'insuffisance respiratoire. $l'emphysème Les compositions pharmaceutiques peuvent être sous forme appropriée pour l'administration par voie orale. rectale, parenterals, ou locale, par exemple sous la forme de capsules, comprimés, granulés, gélules ou solutés liquides, sirops ou suspensions b w ables. aerosols ou solutions pulvérisables, et contenir les excipients approprie, La posologie quotidienne peut aller de 50 a 1000 q. REVENDICATIONS 1. Les dérivés de dihydro-1,2 oxo-2 amino-3 quinoxaline de formule générale I dans laquelle R1 et R2 représentent, indépendamment l'un et l'autre, l'hydrogène ou un radical alcoyle en C1-C4 linéaire ou ramifié, R3 représente un groupement alcoyle, alcényle ou hydroxyalcoyle, en C3-C6 linéaire ou ramifié, leurs sels avec des acides pharmaceutiquement acceptables. 2. Dérivés de formule générale I selon la revendication 1, caractérisés par le fait qu'ils sont choisis parmi - n. propyl-1 dihydro-1,2 oxo-2 amino-3 quinoxaline - n. propyl-l dAhydro-1,2 oxo-2 methylamino-3 quinoxaline - n. propyl-l dihydro-1,2 oxo-2 diiethylaiino-3 quinoxaline -n. butyl-1 dihydro-1,2 oxo-2 amino-3 quinoxaline - n. butyl-l dihydro-1,2 oxo-2 methylamino-3 quinoxaline - n. butyl-L dihydro-1,2 oxo-2 dimethylamino-3 quinoxaline -allyl-1 dihydro-1,2 oxo-2 amino-3 quinoxaline - allyl-1 dihyro-1,2 oxo-2 methylaiino-3 quinoxaline - allyl-1 dihydro-1,2 oxo-2 diméthylamino-3 quinoxaline - prenyl-1 dihydro-1,2 oxo-2 methylamino-3 quinoxaline - prenyl-l dihydro-1,2 oxo-2 dimethylaiino-3 quinoxaline - (methyl-3 hydroxy-3) butyl-1 dihydro-1,2 oxo-2 amino-3 quinoxaline - (methyl-3 hydroxy-3) butyl-1 dihydro-1,2 oxo-2 methylamino-3 quinoxaline, sous la forme de leur base ou de sels thérapeutiquement acceptables. 3. Procédé de préparation d'un composé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on traite un dérivé de l'acide dihydro-1,2 oxo-2 quinoxaline carboxylique-3 de formule générale III pour laquelle R représente un atome d'hydrogène et R3 est défini précédemment, par le diphényl phosphoryl azide dans le tertiobutanol, on alcoyle optionnellement le dérivé formé, on l'hydrolyse en milieu acide, puis on alcoyle optionellement le dérivé obtenu après hydrolyse. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la réaction avec le diphényl phosphoryl azide dans le tertiobutanol est effectuée entre 50"C et la température d'ébullition du tertiobutanol. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la réaction d'alcoylation est effectuée par action d'un réactif R1Y, . R1 représentant un groupe alcoyle en C1-C4 linéaire ou ramifié, . Y représentant un groupement labile tel que C1, Br, I, mesylate, tosylate, ou d'un dialcoyle C1-C2 sulfate. 6. Procédé selon la revendication 5; caractérisé en ce que l'alcoylation est réalisée dans des conditions de transfert de phase en utilisant un milieu biphasique constitué d'un solvant tel que le tetrahydrofurane, une phase aqueuse telle que soude ou potasse et un catalyseur tel que le chlorure de benzyl triethyl ammonium. 7. Procédé de préparation d'un composé selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'étape d'hydrolyse acide est effectuée dans un acide tel que l'acide chlorhydrique alcoolique à une température comprise entre la température ambiante et la température d'ébullition du solvant ou l'acide trifluoroacétique à température ambiante. 8. A titre de médicaments nouveaux, utiles par exemple dans le traitement des maladies telles que les bronchopneumopathies obstructives chroniques, l'insuffisance respiratoire, l'emphysème, les composés définis selon l'une des revendications 1 et 2. 9. Compositions pharmaceutiques caractérisées en ce qu'elles contiennent comme principe actif au moins un composé selon l'une des revendications 1 et 2 associé à un support pharmaceutique inerte.