左旋(r)班布特羅及其藥物用途的製作方法

2023-04-27 14:27:21 2

專利名稱：左旋(r)班布特羅及其藥物用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有藥物治療作用的新化合物，該化合物的製備方法，製備該化合物的化學中間體，製備含有該化合物的藥物製劑的方法，以及使用用該化合物的製造藥物的用途。本發明的化合物有強效和持久的支氣管舒張作用，使用本發明的化合物製成的藥物可以有效地治療哮喘病中的支氣管痙攣和相關病症。使用本發明的化合物製成的藥物還具有強效的降血脂作用，可用於治療高血脂症，特別是高甘油三酯血症。
背景技術：
目前上市的支氣管擴張藥物均具有相應副作用，因此，發明新的支氣管擴張藥物，使其有強效的支氣管擴張作用而同時又有較低的副作用是臨床應用的需要。具有下面結構通式的化合物代表了目前上市的一類優選的長效支氣管擴張藥物。
支氣管擴張藥特布它林(通式中Z＝H)就是這類藥物中的一種。班布特羅(通式中Z＝C(O)NMe2)，是特布它林的雙(二甲氨基甲酸脂)(bis-2-dimethylcarbamate)前體藥。與特布它林相比，口服班布特羅具有更為有效的支氣管擴張作用，同時作用時限可達12小時以上；與特布它林相比，班布特羅還具有較低的有害的心血管副作用。此外在某些病人班布特羅有降血脂效應。(Bauer CAand Svensson LA，EP 0521967，1990)現已知道，當用於臨床治療時，在許多具有旋光對映體的手性藥物中，在一對對映體中，某一單一對映體往往比其中的另一單一對映體具有更強的藥物活性。例如，左旋(R)的沙丁胺醇對映體(R型)作為β-2受體的激動劑，其藥效大約是右旋的沙丁胺醇對映體(S型)的80倍。(Hartley and Middlemis，J.Med.Chem.，14，895-896，1971)，與消旋沙丁胺醇相比，使用單一純化的左旋(R)的沙丁胺醇可增加藥效和減少副作用。美國食品藥品管理局已經批准新藥左旋(R)鹽酸沙丁胺醇上市，用於治療哮喘病。與左旋(R)的沙丁胺醇相似，在體動物試驗證明，單一特布它林旋光對映體也有比消旋的特布它林更強的藥效活性和較低的副作用。.(Kallstrom et al.，Chirality 1996，8，567)特布它林的前體藥班布特羅具有一個手性中心，因此，它可以消旋形式存在，也可以純的單一旋光對映體的形式存在(Torsten et al，.U.S.Patent 4,419,364，1983)。然而，具我們所知，還沒有關於將消旋班布特羅分離為單一對映體的拆分方法或其它方法的報導，也沒有任何關於已生成具有單一對映體班布特羅的報導。因此，單一的左旋(R)或右旋(S)班布特羅對映體的生物學活性和治療作用至今尚未被研究和揭示。
消旋體班布特羅已上市，並且有許多年的廣泛的臨床使用歷史。
現已知道包括特布它林在內的一類β-2激動劑，其右旋(S)體較之於左旋(R)體往往有較強的毒性和較低的藥效活性；右旋(S)體的這一特點可能與臨床上服用班布特羅所出現的副作用有關。本發明闡述了製備高純度的單一旋光性的班布特羅的方法，證明作為治療藥物，單一左旋(R)體班布特羅較之於消旋體班布特羅有明顯的優勢。此外，本發明還包括左旋(R)體班布特羅的新的藥物用途。
至少有兩種方法被用於沙丁胺醇和相關的2-苯基乙醇胺的手性合成中手性中心的立體化學調控。在製備純化的單一左旋(R)或右旋(S)沙丁胺醇時採用的方法之一就是對沙丁胺醇的中間體或最終產物即沙丁胺醇本身進行拆分(Bakaleet al.，Clinical Reviews in Allergy and Immunology，Vol.14，pp7-35，1996).；而另一方法則涉及不對稱合成，它是從手性前體合成手性物質的全新方法。

發明內容
發明內容總結本發明提出一種新的光學純的化合物，即左旋(R)體班布特羅以及其鹽，後者是支氣管痙攣的擴張劑。本發明的化合物對哮喘的治療藥效約是消旋體班布特羅的兩倍，而其對心臟的變力性和變時性的副作用則較消旋體班布特羅低。本發明的化合物還具有降血脂的活性，它可降低高血脂症時的血漿中脂，特別是甘油三脂的含量。本發明還涉及製備光學純的單一對映體班布特羅和相關的2-苯基乙醇胺的方法。本發明的權利要求包括具有如下結構的單一對映體的左旋(R)班布特羅以及其製藥學上可接受的鹽。本發明的化合物可用於製備治療哮喘病的支氣管擴張藥物和治療高血脂病的降血脂藥物。
本發明的權利要求還包括一種高效廉價的製備光學純的左旋(R)班布特羅和2-苯基乙醇胺以及它們的中間體的方法，該方法是將班布特羅和2-苯基乙醇胺與一種手性酸形成非對映異構體的鹽，或通過採用一種具有對映選擇性的化學發應。對映選擇性合成方法包括以下步驟(a)將含有合適的取代基和合適的保護基取代的α-溴代苯乙醯進行不對稱還原；得到一種手性的2溴-1苯基乙醇。
(b)用一個適當的取代基和任意保護的伯胺置換溴原子，從而生成一種手性的2-苯基乙醇胺。
本發明的全部內容、特徵、優點詳細描述如下。
發明內容的詳細描述本發明涉及的化合物是(R)構型的左旋班布特羅對映體和其製藥學可接受的鹽。該化合物的結構如下 「光學純的單一對映體」的含義是指，在本發明的具有兩種對映體結構的化合物組成上，其中一種構型對映體化合物按重量計至少佔80％；另一種構型對映體化合物含量按重量計不超過20％；或者在優選情況下，一種構型的對映體化合物按重量計至少佔98％；另一種構型的對映體化合物含量按重量計不超過2％；或者在更為優選的情況下，一種構型的對映體化合物按重量計至少佔99％；另一種構型的對映體化合物含量按重量計不超過1％。
本發明合成一種2-苯-2-乙醇氨對映體的特定構型，它可通過兩種方法得到方法一合成一種消旋的2-苯基-2-乙醇胺，再用一種手性的酸對前者進行拆分；可選用的手性酸包括(L)和(D)型酒石酸，二苯甲醯-(L)和(D)型酒石酸；以及二對甲基苯甲醯-(L)和(D)型酒石酸。
方法二製成一種適當的2-苯2-乙醇溴的取代物，使其含有高比例的單一旋光對映體，作為2-苯-2-二乙醇胺的前體物。本方法的一般步驟是(1)將一種被適當取代和保護的α-溴代苯乙酮，不對稱的還原為一種由伯溴基團和一種仲羥基構成的手性的2-溴乙醇。
(2)用一種適當取代的和任意保護的伯胺置換溴，從而製成一種手性的2-苯-2-乙醇胺。
在本發明中，「適當的取代物」和與之相當的名詞的含義是指當存在該類取代物時，將會產生有用的最終產物和中間體。在手性2-苯-2一乙醇胺的實例中，其中之一的優選的有用的終產物是2-苯-2-乙醇胺類的β腎上腺能受體β激動劑，包括沙丁胺醇formoterol，沙美特羅，特布它林，和班布特羅。這類化合物的優選的有用中間體包括相應保護的手性2-苯-2-乙醇溴代物。
「適當保護的基團」是指可保護特定的化合物中的化學結構的一種基團，而在某個或某些反應中，這一化學結構如不被保護則易於發生改變；同時這一種基團在一定條件下可被脫去而不改變上述化合物的其它固有的功能。
用於保護胺的機能的優選的保護基團包括氨基化合物，氨基甲酸鹽，和相關基團。大量的適當的保護基團和相應的化學分裂反應在《有機化學中的保護基團》一書中有詳盡描述，書中還包括了參考資料。特別是該書第一章保護基團綜述，第二章，羥基保護基團；第三章，碘保護基團；第四章，羧基保護基團；第五章，羰基保護基團。(見″Protective Groups in Organic Chemistry″，Theodore W.Greene(John Wiley Sons，Inc.，New York，1991，ISBN0-471-62301-6)(″Greene″).See also Kocienski，Philip J.；″ProtectingGroups″(Georg Thieme Verlag Stuttgart，New York，1994))。
「適當的離去基團」是指一種基團，它可容易的從一個反應中間體中被置換出來，從而產生出所需的產物；與此同時，這一基團的脫除並不影響原有化合物的固有功能。保護羥基功能的優選離去基團包括對甲磺酸酯，甲磺酸酯，三氟醋酸酯和其它相關基團。溴、氯、碘是有機合成中常用的離去基團。
在一種優選的具體反應中，被適當的取代的2-苯基-2-乙醇溴代物是首先通過其相應的α-溴代苯乙酮，採用目前已為人熟知的方法而獲得的；然後再進行其餘的合成步驟。下面的圖示是這一優選具體反應的實例(圖示1)。
圖示1 在圖示2中，關鍵的不對稱還原劑是β-氯代二異松蒎基硼(B-chlorodiisopinocampheyl-boranes)，即(DIP-ChlorideTM)其中(-)-DIP-chlorideTM用於製備左旋(R)構型的醇，(+)-DIP-chlorideTM用於製備右旋(S)構型的醇。這些試劑已被開發用於手性醇的常規製備，這些試劑可通過商業途徑獲得也可在有經驗的實驗室製成。(有關DIP-chlorideTM化學特性綜述見Brown et al.Acc.Chem.Res.1992，25，16；Brown andRamachandran in Advances in Asymmetric Synthesis，Vol 1，Hassner，A.，Ed.，JAI PressGreenwich，CT，1994，pp-144-20；Ramachandran and Brown，in Reductions in Organic Synthesis，Chap.5，Abdel-Magid，A.，Ed.，American Chemical SocietyWashington，DC，1996)，用伯胺取代離去基團溴原子得到具有保護基的產物。根據需要，保護基可從取代物中的X，Y和/或Z中脫除，從而生成高光學純度的2苯基-2-乙醇胺，其對映體重量百分比大於或等於98％。
取代基X，Y和Z為2苯-2-乙醇胺提供了有價值的功能，如使之具有β腎上腺能受體激動劑的作用或家畜促生長劑的作用。取代物X和Y的優選的實例有羥基，羥甲基，胺基，甲醯氨基N， N-二甲基甲醯基和相關基團。取代物Z的優選的實例有叔丁胺，(CH2)6O(CH2)4-C6H5，CH(CH3)-C6H4-4-OCH3相關基團。
本發明也可用於製備手性2苯-2-乙醇胺產物的酸鹽。適當的鹽包括來自無機酸的鹽如硫酸鹽，鹽酸，以及來自有機酸的鹽，如甲磺酸，延胡索酸，酒石酸，檸檬酸，馬來酸，琥珀酸和安息香酸。
左旋(R)班布特羅的使用使用本發明化合物即左旋(R)班布特羅進行臨床治療時，以本發明化合物作為活性成分製備成不同的藥物劑型，可以口服給藥、也可以注射或吸入給藥，也可經皮膚或直腸吸收。
左旋(R)班布特羅可用於以下用途(1)作為支氣管痙攣擴張劑用於各種哮喘症。
(2)作為降血脂藥用於高血脂症或其它相關病症。
(3)由於其具有降低血漿甘油三酯的作用，可用於去除人類和動物的過剩脂肪組織。
(4)可用於舒張人體的子宮、膽囊、膀胱、血管、以及含有β2的其它器官和組織。
實施例左旋(R)鹽酸班布特羅的製備圖示2說明了本發明製備左旋(R)班布特羅、左旋(R)班布特羅鹽酸鹽的製備方法。方法中所用全部試劑均有市售。由Bruker Avance核磁儀記錄核磁共振譜，300MHZ1H。用Waters液相色譜儀進行手性分析，色譜柱Chiralcel OJ；檢測波長220NM；流動相91(正已烷)∶10(乙醇)∶0.1(二乙胺)。
圖示2 步驟13，5-雙(N，N-二甲基氨基甲醯)苯乙酮3，5-二羥基苯乙酮、(24g，0.16摩爾)，二甲基甲醯氯(50克，0.46摩爾)，水合碳酸鉀(1.5H2O)、(41克，0.25摩爾)，無水碳酸鉀(9.4克，0.07摩爾)和吡啶(1g)混合溶於乙酸乙酯(150毫升)，70℃加熱攪拌2小時。再加入水(120毫升)，70℃加熱攪拌1.5小時。在室溫下冷卻，分離反應混合物。用稀硫磺酸(2％)洗滌有機相，無水硫酸鎂乾燥，過濾，濾出液濃縮後得產物(40克)，收率86％。1HNMR(CDCl3)62.58(s，3H，COCH3)，2.90，3.10(s，12H，2xN(CH3)2)，7.20(s，1H，H4)，7.55(s，2H，H2，6).
步驟22』-溴-3，5-雙(N，N-二甲基氨基甲醯)苯乙酮將3，5-雙(N，N-二甲基氨基甲醯)苯乙酮(38克，0.13摩爾)，溴化銅(II)(57.7克，0.26摩爾)混合物加入乙酸乙酯(100毫升)和氯仿(100毫升)中，攪伴回流5個小時。將混合物過濾，取出固體，用水洗滌濾出物，無水硫酸鎂乾燥，過濾.將濾出液濃縮、結晶得產物(44.1克)，產率91％。1HNMR(CDCl3)3.04，3.12(s，12H，2xN(CH3)2)，4.40(s，2H，CH2)，7.25(s，1H，H4)，7.58(S，2H，H2，6)ppm.
步驟3.(R)-L-溴-2-[3，5-雙(N，N-二甲基氨基甲醯)苯]]-2-乙醇在-25℃氮氣環境下，將溶於無水四氫氟喃(100毫升)的2』-溴-3，5-雙(N，N-二甲基氨基甲醯)苯乙酮(11克，30摩爾)加入溶於無水四氫氟喃(60毫升)的(-)-DIP-Chloride(10.6g，33摩爾)溶液中。混合液在-25℃下攪拌60小時。升溫至0℃，將二乙胺(7克，66摩爾)分滴加入。將此混合物加溫至室溫，攪拌2小時，將其沉澱的硼烷複合物過濾後，用戊烷洗滌。蒸餾去除複合的溶劑，剩留物經跬膠色譜柱用純化，得油狀產物(8.4克)，產率75％。.1HNMR(CDCl3)，結果與結構相符。
步驟4.(S)-2-[3，5-雙(N，N-d二甲基氨基甲醯)苯]環氧乙烷.
將15％氫氧化鈉水溶液(100毫升)加入含有(R)-L-溴-2-[3，5-雙(N，N-二甲基氨基甲醯)苯]]-2-乙醇(7.0克，18.7摩爾)的乙醇溶液(100毫升)中，室溫下攪拌2小時。將反應混合物濃縮、水洗、並用乙酸乙酯提取。用鹽水和水洗去有機層，無水硫酸鎂乾燥。將濾出液旋轉蒸發，剩留物真空乾燥，得產物(5.5克)，收率100％。產物直接用於下一步不再進一步純化。1HNMR(CDCl3)82.56，3.15(dd，2H，CH2)，4.20(dd，1H，CH)，3.0，3.10(s，12H，2xN(CH3)2)，7.22(s，2H，H2，6)，7.56(s，1H，H4)ppm.；手性HPLC，ee 98.7％(R，99.35％，S，0.65％).
步驟5.左旋(R)班布特羅鹽酸鹽.
將(S)-2-[3，5-雙(N，N-d二甲基氨基甲醯)苯]]環氧乙烷(5.5克，18.7摩爾)和叔丁胺(80毫升)混合，攪拌回流3天。將混合物濃縮至乾燥，水洗，再經乙酸乙酯提取。用水洗去有機相，無水硫酸鎂乾燥。濾出液濃縮後，在乙醚中用鹽酸處理剩留物，得白色固體的左旋(R)班布特羅鹽酸鹽(5.2克)，收率，69％.1H和13C NMR(D20)1.30(s，9H，(CH3)3)，2.90，3.06(s，12H，2xN(CH3)2)，3.10，3.25(dd，2H，H2』，2″)，4.95(dd，1H，H1』)，6.88(s，1H，H4)，7.06(s，2H，H2，6)ppm.手性HPLC，ee 99.4％(R，99.7％，S，0.3％).
鹽酸左旋(R)班布特羅的藥理學試驗抗支氣管痙攣作用A1.對組織胺誘發的清醒荷蘭豬哮喘症的保護作用試驗方法動物荷蘭豬(Dunkin-Hartley種)重量190±30克，隔夜禁食，自由飲水。將動物置於密封玻璃罩內，將霧化的2％組織胺溶液以0.5毫升/分速度恆壓噴入玻璃罩內以，使動物吸入，為期15秒鐘。然後，將動物取出，觀察其活動。記錄動物因哮喘窒息摔倒和從開始吸入組織胺到摔倒的時間(摔倒潛伏期)。選擇其中潛伏期小於120秒的動物，作為對組織胺敏感動物，待動物休息24小時完全恢復後，用於下一步試驗。待試化合物鹽酸鹽和鹽酸消旋班布特羅用生理鹽水稀釋。
待試化合物(本發明化合物)的時—效反應過程按2、4和8毫克/公斤體重，經胃管分別給荷蘭豬服用左旋(R)班布特羅和消旋班布特羅，以及等量的鹽水。在給藥後1、4、和24小時，分別將動物放入充滿組織胺氣霧的密封玻璃罩內。每組8隻動物，雌雄各半。已吸入組織胺動物不再重複使用。
待試化合物的劑量—藥效反應研究動物隨機分為不同劑量組和空白對照組，每組8隻，雌雄各半。按0.25，0.5，1.0，2.0，4.0，和8.0毫克/公斤，經胃管分別給予左旋(R)鹽酸班布特羅和消旋鹽酸班布特羅，以及對照生理鹽水。按上述方法使動物吸入組織胺，並記錄摔倒動物數量和摔倒潛伏期。根據對摔倒動物數目和潛伏期長短，可定量動物服用藥物對吸入組織胺所誘發的支氣管痙攣的保護作用。對於吸入組織胺後360秒後，還沒有表現因嚴重哮喘所導致摔倒的動物，計為無摔倒，其潛伏期計數為360秒。
試驗結果上述試驗的結果總結於表1至表3。如表1所示，給荷蘭豬口服2到8毫克/公斤體重的左旋(R)班布特羅和消旋班布特羅後，對吸入組織胺所致的哮喘有顯著的咭抗作用。藥物的抗哮喘作用在服用後1小時內起效，可持續24小時。最大藥效出現時間為服用藥物後4小時。在服用藥物1到4小時後，服用左旋(R)班布特羅2毫克/公斤體重和4毫克/公斤體重組動物的抗哮喘作用明顯強於服用相同劑量消旋班布特羅組的動物(P＜0.01)。表1中數據結果顯示左旋(R)班布特羅藥效作用約為消旋班布特羅的兩倍。
表1.服用左旋(R)班布特羅和消旋班布特羅後對清醒荷蘭豬吸入霧化組織胺反應的影響作用。
第一小時 第四小時 第二十四小時摔倒率潛伏期 摔倒率潛伏期 摔倒率 潛伏期N＝ ％秒 N＝ ％秒 N＝ ％ 秒對照# 8.0 100 47±16 8.0 100 43±13 8.0 100R-bambuterol50.0 25.02mg/kg 4.0 * 231±702.0 * 295±655.0 62.5 202±6737.54mg/kg 3.0 * 258±710.0 0.0* ＞360 4.0 50.0 242±648mg/kg 2.0 25.0 299±570.0 0.0 ＞360 3.0 37.5 256±72RS-bambuterol2mg/kg 6.0 75.0 168±614.0 50.0 227±565.0 50.0 208±654mg/kg 5.0 62.5 199±632.0 25.0 299±513.0 37.5 287±578mg/kg 3.0 37.5 260±660.0 0.0 ＞360 2.0 25.0 303±54R-bambuterol左旋(R)鹽酸班布特羅；RS-bambuterol消旋鹽酸班布特羅#與其它各組相比有顯著差異(P＜0.01)*與消旋消旋鹽酸班布特羅組相比有顯著差異(P＜0.05)表2顯示在清醒荷蘭豬，比較不同劑量的左旋(R)班布特羅與消旋班布特羅對吸入霧化組織胺發應的保護作用。
兩種藥的保護作用藥效均與劑量相關。左旋(R)班布特羅在4mg/kg劑量時有最大保護作用，而消旋班布特羅則在8mg/kg劑量時有最大保護作用。左旋(R)班布特羅和消旋班布特羅的半數有效劑量(ED50)分別為為0.91mg/kg和1.68mg/kg。
表2 左旋(R)班布特羅和消旋班布特羅對荷蘭豬吸入霧化組織胺所致摔倒的影響比較

R-bambuterol左旋鹽酸班布特羅；RS-bambuterol消旋鹽酸班布特羅表3比較了口服不同劑量的左旋(R)班布特羅和消旋班布特羅對荷蘭豬吸入霧化組織胺所致摔倒的潛伏期的不同影響作用。摔倒的潛伏期增加表明藥物對吸入霧化組織胺所致哮喘發應的保護作用。兩藥的作用均呈劑量依賴性。左旋(R)班布特羅4mg/kg的藥效相當於消旋班布特羅8mg/kg的藥效。左旋(R)班布特羅的最大藥效劑量為4mg/kg，而消旋班布特羅最大藥效劑量為8mg/kg。
表3.左旋(R)班布特羅和消旋班布特羅對荷蘭豬吸入霧化組織胺所致摔倒的潛伏期影響的比較

注R-bambuterol左旋鹽酸班布特羅；RS-bambuterol消旋鹽酸班布特羅。
A2.對致敏清醒荷蘭豬過敏性支氣管痙攣的保護作用試驗方法荷蘭豬(Dunkin-Hartley種，體重200±10克，雌雄各半，皮下或腹腔內注入5％卵白蛋白溶液對荷蘭豬進行致敏。雌雄分養，自由進食飲水；致敏14天後，將動物隨機分組，每組8隻。每組動物分別注入不同濃度左選班布特羅和效旋班布特羅生理鹽水溶液和空白生理鹽水對照。給藥4小時後將動物移至密封玻璃罩內，待動物穩定後，以0.5ml/min速率通過氣霧器向玻璃罩內噴入霧化的5％的卵白蛋白溶液，使動物吸入，持續15秒鐘。之後，將動物移出玻璃罩進行觀測，分別測定動物因哮喘窒息所致摔倒的數目和摔倒潛伏期。對於觀察360秒後，還沒有因哮喘所導致摔倒的動物，計為無摔倒，其潛伏期計數為360秒。
試驗結果試驗結果總結於表4。在對照組8隻動物，卵白蛋白致敏的清醒荷蘭豬吸入霧化抗原後誘發嚴重的哮喘反應，全部動物均出現因嚴重哮喘所致摔倒，摔倒潛伏期為58±9秒。然而，服用8mg/kg左旋(R)班布特羅在用藥組，在360分鐘的觀察期中，全部動物均未出現摔倒。服用相同劑量，即8mg/kg，消旋班布特羅用藥組，8隻動物中有2隻出現因嚴重哮喘所致摔倒，摔倒潛伏期為316±36秒。服用4mg/kg左旋(R)班布特羅用藥組，結果與服用8mg/kg消旋班布特羅用藥組相似。在服用4mg/kg or 8mg/kg左旋(R)班布特羅組，動物的摔倒率小於服用相應的等劑量的消旋左旋(R)班布特羅組的動物摔倒率，而摔倒潛伏期長於服用相應的等劑量的消旋左旋(R)班布特羅組的摔倒潛伏期。這些結果提示，在對荷蘭豬過敏性支氣管痙攣的保護作用方面，左旋(R)班布特羅的藥效明顯強於消旋班布特羅。
表4左旋(R)班布特羅和消旋班布特羅對致敏荷蘭豬過敏性支氣管痙攣的保護作用的比較用藥 摔倒動物數目％摔倒率 潛伏期(秒)對照(n＝8) 8 10058±9左旋班布特羅1mg/kg(n＝8) 5 63 193±30*4mg/kg(n＝8) 2 25 293±27*#8mg/kg(n＝8) 0 0 ＞360*#消旋班布特羅1mg/kg(n＝8) 6 75 156±38*4mg/kg(n＝8) 3 38 174±21*8mg/kg(n＝8) 2 25 316±36**與對照組相比有顯著性差異(P＜0.01)#與消旋班布特羅組相比有顯著性差異(P＜0.01)A3.左旋(R)班布特羅對荷蘭豬游離肺條的支氣管舒張作用試驗方法荷蘭豬(Dunkin-Hartley，種，體重.400g).麻醉後開胸，取肺下葉，將肺組織切成寬度約3mm的肺條，切時使肺條的長軸與分支氣管走向平行。將此肺條進一分割成兩薄條，使其大小約為20×3×3mm。將肺條兩端用絲線固定於充滿37℃的Krebs氧合溶液的器官浴槽中。以約0.5-1.0g重力量輕輕牽拉肺條，然後，使肺條在浴槽內平衡約60分鐘，浴槽每20分鐘更換一次溶液。加入10-5M組織胺使肺條預收縮，然後，分別向浴槽內累進加入含不同濃度的等容量的左旋(R)班布特羅和消旋班布特羅的溶液。通過張力換能器對肺條的收縮進行等長測定。
待試藥品溶液的製備左旋(R)班布特羅或消旋班布特羅均為無活性的前體藥，後者在體內主要由血漿膽礆酯酶水解為原型藥，即左旋(R)特布它林或消旋特布它林。根據對消旋班布特羅的藥代動力學研究，經腸胃吸收的消旋班布特羅約有50％在血漿中被水解為有活性的原型藥，即特布它林。由於在製備的肺條裡幾乎沒有上述膽礆酯酶，因此，無論是待試化合物左旋(R)班布特羅還是消旋班布特羅均沒有顯著的作用。
為了測試本發明化合物左旋(R)班布特羅對離體荷蘭豬肺組織條的作用，分別給荷蘭豬經口服用左旋(R)班布特羅和消旋班布特羅各8mg/kg；四小時後，分別採集動物血液，製備含左旋(R)班布特羅或消旋班布特羅的活性原型藥血清。經高效液相色譜儀測定，服用左旋(R)班布特羅動物血液中活性原型藥的濃度為64-70ng/ml，服用消班布特羅動物血液中活性原型藥的濃度為62-69ng/ml。根據上述器官浴槽溶液容量，選取一適當容量的含有上述活性原型藥血清，使一次將該量之血清加入浴槽溶液中稀釋後，浴槽溶液中活性原型藥的最終濃度增加為0.25ng/ml。分時段、依次、累進向浴槽溶液中加入上述同容量的血清，使浴槽溶液中活性原型藥的濃度等量遞增；同時依次測定浴槽內肺條的舒張情況，從而確定藥物和肺條的濃度—反應量效關係。有關含有來自左旋(R)班布特羅的活性原型藥血清的試驗與含有來自消旋班布特羅的活性原型藥血清的試驗，採用同樣方法平行進行，以減少誤差。
試驗結果從表5可見含左旋(R)班布特羅活性成分的血清對收縮肺條的擴張作用明顯大於含消旋班布特羅活性成分的血清。
表5.含左旋(R)班布特羅活性成分的血清和含消旋班布特羅活性成分的血清對預收縮的荷蘭豬游離肺條的擴張作用。
舒張百分比左旋班布特羅*消旋班布特羅濃度活性成分 活性成分(ng/ml)n＝4 n＝40.2512.4±1.37.6±0.80.5019.5±2.210.8±2.10.7543.7±1.826.5±3.41.0060.1±5.739.6±4.01.2575.6±8.445.7±6.7*含左旋班布特羅活性成分的血清組的在各濃度的反應數值均顯著地大於含消旋班布特羅活性成分的血清組的相應數值。(P＜0.01)B左旋(R)班布特羅的降血脂作用試驗方法昆明種小鼠，雌雄各35隻，體重18-22克。自由進食飲水。動物隨機分為下列7組，每組10隻。對照組(2組)蒸餾水；左旋(R)班布特羅10mg/kg組和5mg/kg組；消旋班布特羅10mg/kg組和5mg/kg組；優降脂(simvastatin)10mg/kg；經胃管向動物給藥或等量蒸餾水，每天一次，連續四天。所有動物在第四天前晚禁食，並在第四天給藥或蒸餾水後即刻，除上述一組對照組外，經腹腔再向各組動物注入Tyloxapol(400mg/kg，Sigma Chemical Co.)以誘發動物高血脂症。注入Tyloxapol 24小時後，經動物心腔穿刺取血樣製備血清。經血液自動分析儀(Olympic，Japan).分別測定下列物質，確定其血液濃度甘油三脂(TG)，膽固醇(CHO)，高密度脂旦白(HDL)，低密度脂旦白(LDL)和極低密度脂旦白(VLDL)。
試驗結果在蒸餾水對照組，腹腔注入Tyloxapol導致TG，CHO，LDL and VLDL明顯增加，增加值與未注入Tyloxapol的另一蒸餾水對照組的相應值相比有顯著性差異(表6)，但前組動物的HDL無明顯改變。另一方面，在左旋(R)班布特羅組、消旋班布特羅組和優降脂(simvastatin)組動物，腹腔注入Tyloxapol後其血液中TG，CHO，LDL and VLDL濃度的增加明顯減少或沒有增加。這些結果總結於表6。
表6.本發明化合物左旋(R)班布特羅在高血脂症小鼠的降脂作用血脂濃度(mg/dl)甘油三酯 膽固醇 VLDLLDL HDL對照*154±25104±18 35±6 20±549±8Tyloxapol# 816±115 240±83 111±54 54±23 63±20Tyl+左旋班布特羅5mg*323±176 189±83 50±26 34±15 42±27Tyl+左旋班布特羅10mg*105±18# 119±16 35±7 29±553.3±6.7Tyl+消旋班布特羅110mg*148±45125.2±19.8 44.2±14.4 30±650±17Tyl+優降脂10mg@311±187*176±64 85±50 42±11 49±16注Tyl.Tyloxapol；VLDL極低密度脂蛋白；LDL低密度脂蛋白；HDL高密度脂蛋白*與Tyloxapol組相比，TG，CHO，VLDL and LDL血液濃度值有明顯差異(HDL除外)，但Tyl+優降脂組僅TG值與Tyloxapo組相應值比有顯著性減低。
#Tyl+左旋班布特羅10mg組的TG值與對照組和Tyloxapol組以及Tyl+優降脂組相比有顯著性減低。
@Tyl+優降脂組與Tyl+左旋班布特羅10mg組相比，TG，CHO，VLDL andLDL各值均有顯著性差異。
各組間HDL值均無顯著性差異。
表6的結果表明，左旋(R)班布特羅5mg/kg and 10mg/kg均可顯著地降低高血脂小鼠血液中甘油三酯，膽固醇，VLDL和LDL的濃度。左旋(R)班布特羅10mg/kg對上述物質的降低數量大於左旋(R)班布特羅5mg/kg的作用，但僅TG值的兩組間差異達到統計學顯著性(p＜0.01).。左旋(R)班布特羅10mg/kg組，注入Tyloxapol後TG，CHO，VLDL and LDL的值相當於無高血脂症的對照組相應值。左旋(R)班布特羅10mg/kg對TG，CHO，VLDL and LDL值的降低作用明顯地大於同樣劑量的優降脂的作用。在高血脂的小鼠，左旋(R)班布特羅10mg/kg或消旋班布特羅10mg/kg作用可使TG，CHO，VLDL and LDL各值接近無高血脂症小鼠的對照組的相應值；其中左旋(R)班布特羅10mg/kg可使甘油三酯(TG)從對照組水平上進一步明顯減低。消旋班布特羅10mg/kg，優降脂(simvastatin)10mg/kg則沒有與左旋(R)班布特羅10mg/kg相似的作用。
C.左旋(R)班布特羅對大鼠心血管的影響.
試驗方法SD大鼠，體重250-300克。隨機分為兩組，每組6隻，雌雄各半。動物麻醉後，切開一側頸總動脈，插入一塑料導管。導管連接壓力換能器，記錄平均動脈血壓(MBP)和心率(HR)。經另一側頸總動脈插入一導管，使之進入左心室；導管一端與連接壓力換能器，分別記錄左室收縮壓(LVSP)和其一階微分，LVSP(dp/dt)作為心臟變力性效應的指標。左旋(R)班布特羅和消旋班布特羅分別溶解於生理鹽水，經靜脈注入動物，劑量30mg/kg。在注入藥物前(對照)、和注入後出現最大發應時(試驗組)、以及注入藥後20分鐘時(恢復期)分別記錄動物的HR，MBP和最大dp/dt(Max dp/dt)。試驗用左旋(R)班布特羅和消旋班布特羅均為鹽酸鹽。
試驗結果試驗結果總結於表7。左旋(R)班布特羅組動物在給藥(30mg/kg)後出現心率增加和Max dp/dt增大，這表明，該劑量左旋(R)班布特羅有一定的變時性和輕微的變力性作用。不過與注入等劑量的消旋班布特羅組動物相比，左旋(R)班布特羅的上述作用並不明顯。與消旋班布特羅組動物的Max dp/dt的增加量相比，左旋(R)班布特羅組的Max dp/dt增加量顯著較少。增加量分別為用藥前的24.4％(消旋班布特羅)和用藥前的12.9％(左旋(R)班布特羅)(p＜0.01)。這表明，在同一劑量，左旋(R)班布特羅對心臟的變力性作用小於消旋班布特羅。在恢復期(給藥後20分鐘)，左旋(R)班布特羅組動物心率基本恢復至用藥前水平(用藥前的3.7％，△15±9)，而消旋班布特羅組動物的相應值明顯較高(9.5％，△40±9)，相比差異顯著(p＜0.01)。這表明，左旋(R)班布特羅對心臟的變時性作用的持續時間要明顯少於消旋班布特羅。
表7.左旋(R)班布特羅和消旋班布特羅(30mg/kg，i.v)對大鼠心血管的影響心率 用藥前 平均動脈壓 用藥前 最大dp/dt 用藥前(次/分)的(％) (Kpa)的(％) (Kpa/秒) 的(％)左旋班布特羅組用藥前 402±38 14.1±1.7297±84用藥後 △95±12 23.6％ 4.9±0.8 34.8％ 38.4±3.5*12.9％20分鐘後△15±9* 3.7％1.3±0.6 9.8％ 14.8±3 5.0％消旋班布特羅組用藥前 412±67 13.3±1 268±71用藥後 △85.8±5 20.6％ 4.2±0.5 31.6％ 65.4±9* 24.4％20分鐘後△40±9* 9.5％1.1±0.4 8.3％ 13±3.8 4.8％*左旋班布特羅組的數值與消旋班布特羅組的相應值比有顯著性差異(p＜0.01)本發明化合物左旋(R)班布特羅的藥理學試驗結果的討論本發明化合物左旋(R-)班布特羅1.是一種有效的支氣管擴張劑，口服後對致痙攣物質和抗原所引起的哮喘發應有長效的保護和對抗作用。在這方面，左旋(R)班布特羅的藥效約為消旋班布特羅藥效的兩倍。
2.對吸入氣霧組織胺的清醒荷蘭豬，口服後即可預防嚴重哮喘所致摔倒，還可增加摔倒潛伏期時間。在這方面，左旋(R)班布特羅的藥效約為消旋班布特羅藥效的兩倍。
3.口服劑量4mg/kg時，即可預防動物吸入氣霧組織胺所致哮喘摔倒，而達到相似的預防作用須口服8mg/kg劑量的消旋班布特羅，口服左旋(R)班布特羅的這些保護作用可持續24小時。
4.對高血脂症動物具有有效的降血脂作用，並可使其血漿甘油三酯、膽固醇、VLDL和LDL的濃度達到正常對照動物的水平。在降低高血脂症動物動物血中的甘油三酯方面，左旋(R)班布特羅的藥效作用明顯大於消旋班布特羅和優降脂(simvastatin)。
5.與等量的消旋班布特羅相比，對在大鼠心臟的變時性和變力性等副作用較小。
總之，本發明化合物左旋(R)班布特羅為治療哮喘症提供一個好的選擇，它比已上市的消旋班布特羅具有顯著更好的療效/副作用比。與消旋班布特羅相比，本發明化合物是一種更有效的支氣管痙攣的舒張劑，而且還具有更少的心臟副作用。本發明化合物還是一種有效的降血脂劑，特別是可有效的治療高甘油三酯血症。
權利要求
1.左旋(R)班布特羅，它是具有以下結構式的班布特羅的左旋(R)構型的單一對映體，以及其藥學上可接受的鹽。
2.按照權利要求1的應用，其結構式化合物的構型在組成按重量計至少含有80％的左旋(R)構型對映體和不大於20％的右旋(S)構型對映體。
3.按照權利要求1的應用，其結構式化合物的構型在組成按重量計至少含有98.5％的左旋(R)構型對映體和不大於1.5％的右旋(S)對映體。
4.權利要求1中結構式化合物的右旋(S)構型對映體。
5.通過採用非對映異構體和手性酸所生成的鹽對權利要求1化合物的消旋體進行拆分，從而獲得權利要求1化合物的製備方法。
6.通過以下步驟合成權利要求1化合物的製備方法(a)將一種被適當取代和適當保護的α-溴代苯乙酮不對稱地還原為，由一個伯溴基和一個仲羥基構成的，一種對映的2-溴1-苯乙醇；以及，(b)用一種被適當取代和任意保護的伯胺取代溴從而生成一種對映的2-苯2-乙醇胺。
7.按照權利要求5應用的方法，其中步驟(a)中的被適當取代的溴代苯乙酮的獲得是通過將相應的苯乙酮轉化為溴代苯乙酮。
8.按照權利要求5應用的方法，其中步驟(b)中的離去基團是溴。
9.按照權利要求5應用的方法，進一步將手性苯基乙醇胺轉化成一種酸鹽的步驟。
10.按照權利要求5應用的方法，其中的酸鹽是硫酸鹽或鹽酸鹽。
11.包含下列步驟的製備方法(1)將一種被適當取代的和適當保護的溴代苯乙酮不對稱地還原為含有一個伯溴基和一個仲羥基的一種對映溴代乙醇。(2)用一種適當取代和任意保護的伯胺取代溴，從而生成一種對映苯基乙醇胺；以及，(3)脫除保護基，將被有保護基的對映苯基乙醇胺轉化成對映苯基乙醇胺。
12.按照權利要求6應用的方法，其中步驟(a)中的被適當取代的溴代苯乙酮的獲得是通過將相應的苯乙酮轉化為溴代苯乙酮。
13.按照權利要求6應用的方法，步驟(b)中的離去基是溴。
14.按照權利要求6應用的方法，進一步將對映苯基乙醇胺轉化成一種酸鹽的步驟。
15.按照權利要求9應用的方法，其中的酸鹽是硫酸鹽或鹽酸鹽。
16.按照權利要求1-10中任一要求應用的方法，其中步驟(a)是通過將適當取代的溴代苯乙酮與(-)-DIP-chloride(生成左旋(R)單一對映體)和(+)-DIP-chloride(生成右旋(S)單一對映體)的反應而實施的。
17.按照權利要求1或6應用的方法，其中對映苯基乙醇胺是屬於乙醇胺類的一種β-腎上腺能受體激動劑。
18.按照權利要求12應用的方法，其中β-腎上腺能受體激動劑是左旋(R)班布特羅。
19.按照權利要求13應用的方法，其中β-腎上腺能受體激動劑是右旋(S)班布特羅。
20.按照權利要求1化合物作為藥物的活性成分，製備一種用於治療哮喘症或可逆的阻塞性呼吸道或肺部疾病的藥物上的用途。
21.一種製備在治療人類和動物的哮喘、過敏或其它呼吸道阻塞病症中具有支氣管擴張作用的藥物上的方法，包括將治療劑量的、按照權利要求1的化合物製備成經口服、靜脈、皮下、或經皮膚或直腸吸收等方式給藥的藥物。
22.按照權利要求1的化合物作為一種活性成分，製備一種用於治療高血脂症或高甘油三酯血症、肥胖症或其它血脂和脂肪酸代謝紊亂症的藥物上的用途。
23.按照權利要求1的化合物作為一種活性成分，製備一種鬆弛子宮、膽囊、膀胱或其它器官的藥物上的用途。
24.按照權利要求1的化合物作為一種活性成分，製備一種激活含有β2受體的器官或組織的藥物上的用途。
25.一種製備在治療人類及動物的高血脂症中和在對普通人類及動物中具有降血脂作用的藥物的方法，包括將治療劑量的、按照權利要求1的化合物製備成經口服、靜脈、皮下、或經皮膚或直腸吸收等方式給藥的藥物。
全文摘要
本發明涉及班布特羅的左旋(R)單一對映體。本發明的化合物具有抗支氣管痙攣作用和較低的心臟副作用，此外還有降血脂作用。本發明還涉及合成高光學純的本發明化合物和其它兒茶酚胺類單一對映體的新的合成路線和方法。
文檔編號A61K31/21GK1638756SQ02829397
公開日2005年7月13日 申請日期2002年8月8日 優先權日2002年8月8日
發明者陳儉龍, 譚文 申請人:譚文