专利名称：用作螯合剂的n，n′-二(2-羟基苄基)-乙二胺n，n′-二乙酸衍生物的制作方法
技术领域：
本发明涉及含有下式I的N，N’-二(2-羟基苄基)-乙二胺N，N’-二乙酸衍生物的新的和系统有效的螯合剂、它们的制备方法、含有所述化合物的药物组合物及这些衍生物的用途。本发明还涉及N，N’-二(2-羟基苄基)-乙二胺N，N’-二乙酸衍生物的碱金属和碱土金属盐，它们是有价值的原料并具有有价值的治疗性质。
本发明特别涉及式I的N，N’-二(2-羟基苄基)-乙二胺N，N’-二乙酸衍生物及其盐、这些化合物的制备方法、含这些化合物的药物组合物及这些化合物的用途 其中R代表-(CO)-R1、-O-(CO)-R2、-O-(CO)-OR3或 ；其中R1是-NR4R5或 ，R4和R5彼此独立地是C1-C3烷基或C3-C7环烷基，或一起形成基团-(CH2)n-，n是整数3-6；R2是C1-C6烷基、未取代的苯基或被选自卤素和羟基的1-4个取代基取代的苯基；R3是C1-C6烷基或C3-C7环烷基；和R4是C1-C3烷基。
式(I)化合物代表HBED的衍生物，HBED是[N，N’-二(2-羟基苄基)-乙二胺N，N’-二乙酸]，即式(II)的产物 在US-4,528,196中HBED被描述为治疗铁过多的螯合剂。在人和猴的试验中表明，式(I)化合物比HBED的主要优点在于其游离分子完全不结合重金属离子。因此它们通过消化道无任何损失。作为游离分子它们不摄取重金属离子，然而当它们在血流中循环被再吸收后就令人惊奇地产生重金属结合性质，因此它们可成功地系统给药予温血动物，最优选口服或非肠道给药。口服给药时它们具有比HBED高得多的活性。于是，本发明提供了当系统给药时是有效螯合剂的药剂。虽然式(I)的游离分子不与重金属离子结合，但它们在动物血液中产生很强的螯合性质。
式(I)的治疗上优选的亚组由下列化合物及其盐组成其中R如在式I中定义，且R1是-NR4R5，其中R4和R5各自独立地是C1-C3烷基；R2是C1-C3烷基；R3是C1-C3烷基或C3-C7环烷基；卤素是氟、氯或溴；环烷基是环己基；R4是甲基。
最优选的式(I)化合物是其中R代表-O-(CO)-R2和R2是C1-C6烷基，优选C1-C3烷基的那些化合物。
在本说明书的范围中，本文所用的各定义优选具有下述意义C1-C6烷基意指给定碳原子数的直链或支链烷基，通常代表甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、正己基、1-甲基戊基、1，1-二甲基丁基、3，3-甲基丁基、2，2-二甲基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基和4-甲基戊基。卤素例如是氟、溴或氯，优选氟或氯。C3-C7环烷基代表具有3-7个碳原子的饱和碳环，例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基或环庚基，优选环戊基或环己基。
在式(I)化合物中，最优选的是下述具体化合物[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(N，N-二乙氨基羰基甲基)酯；[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(乙酰氧基甲基)酯；[N，N’-二(2-羟基苄基))]乙二胺N，N’-二乙酸二(正丙酰氧基甲基)酯；[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(异丙酰氧基甲基)酯；[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(叔丁基酰氧基甲基)酯；[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(正戊酰氧基甲基)酯；乙二胺N，N’-二乙酸二(苯甲酰氧基甲基)酯；[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(乙氧羰基氧基甲基)酯；[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(环己氧羰基氧基甲基)酯；[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二[(5-甲基-1，3-二氧杂环戊烯-2-酮-4-基)甲基]酯；和[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(N-吗啉代羰基甲基)酯。
式(I)化合物能够形成盐。本发明化合物的盐尤其是可药用的无毒盐。所述盐的实例是金属盐和铵盐，例如碱金属或碱土金属盐如钠、钾、镁或钙盐及有关的2+盐如锌盐，和与氨或适宜的有机胺形成的铵盐。形成铵盐的适宜有机胺实例是脂族、环脂族、环脂族-脂族或芳脂族的伯、仲或叔单胺、二胺或多胺，以及杂环胺。所述胺的具体实例是低级烷胺如三乙胺，羟低级胺如2-羟基乙胺、二(2-羟基乙基)胺或三(2-羟基乙基)胺，羧酸的碱性脂族酯如4-氨基苯甲酸2-乙氨基乙酯，低级亚烷基胺如1-乙基哌啶，环烷基胺如二环己基胺，苄胺如N，N’-二苄基乙二胺，吡啶型碱如吡啶、可力丁或喹啉。式(I)化合物也能形成分子内(相对于分子外，即两性离子)的酸加成盐，例如与无机酸如盐酸、硫酸或磷酸，或与适宜的有机羧酸或磺酸如甲磺酸，或与氨基酸如精氨酸和赖氨酸形成的盐。
为了分离和纯化，也可应用不可药用的盐。只是对于治疗上的应用，才使用可药用的无毒盐，由于此原因，它们是优选的。
在被温血动物摄取之后，将式I化合物转变成允许其与金属离子如重金属离子形成稳定配合物的形式。在重金属离子中，可提及的是3+氧化态的那些离子，如Al3+或Fe3+。
因此，式I化合物当系统给药，尤其是口服或经皮给药后呈现出有价值的药学性质。由于其在动物体内能与重金属离子，尤其是与3+氧化态那些离子如Al3+，尤其是Fe3+形成稳定配合物的能力，式I化合物能预防例如在组织中含铁色素的沉着；当铁已在器官中沉着时，消除例如在血色素沉着、血铁沉着和肝硬变中的铁。它们还可用于从器官中消除其它重金属如铝、铬和铜。因此，式I化合物还可用于透析脑病、骨软化和早老性痴呆。
本发明式(I)化合物可通过本身已知方法的化学合成来制备。例如，它们可按下法制备在冷却下将氢化钠或碳酸氢钾加入式(II)化合物中， 式中X代表氢或基团-CH2J；然后向得到的溶液中(a)当X代表氢时，加入式(III)Y-CH2-R的化合物，或者(b)当X代表基团-CH2J时，加入式(IV)HO-C(O)-R的化合物，在式(III)和(IV)中，R的定义同式(I)中定义，和Y代表卤素，优选氯、溴或碘，最优选溴或碘。
其中X是氢的式II化合物是上述的描述于US-4,528,196中的HBED。通过在适宜条件下使HBED与CH2ClJ反应可制备X是-CH2J的式(II)化合物。这类化反应描述于文献中并为专业人员公知。
反应在惰性气体中在相对低的温度例如-10℃至30℃，优选约0℃下于惰性偶极非质子传递溶剂如丙酮、乙腈、硝基甲烷、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMA)、四甲基脲、二甲基亚砜(DMSO)、四氢噻吩-1，1-二氧化物(环丁砜)或乙二醇二乙醚中进行。
式(I)化合物的盐可按本身已知的方法制备。于是按常规方法可得到式(I)化合物的酸加成盐，例如通过用酸或适宜的离子交换剂处理。通过用弱碱中和该化合物或盐(如酸加成盐)至等电点，或通过用液体离子交换剂处理，可得列式(I)化合物的内盐(两性离子形式)。
用常规方法可将盐转变成游离化合物。例如，通过用适宜的酸处理金属盐和铵盐可将其转变成游离化合物；用适宜的碱性试剂处理酸加成盐，可将其转变成游离化合物。
原料，尤其是式(II)和(III)化合物可商购到，和/或是已知的，或可通过已知方法制备。
本发明药学上可接受的化合物可用于制备药物组合物，该组合物含有有效量的活性物质，及无机或有机固体或液体的可药用载体。
本发明的药物组合物是下述组合物，它们适合于肠道给药(如口服)或非肠道给药(如给皮给药)给温血动物，尤其是人类；且它们单独含有药学活性物质或混合有可药用载体。活性物质的剂量取决于温血动物的种类、病人年龄和个体情况、要治疗的疾病和给药的方式。
本发明的新的药物制剂含有约10-95％，优选约20-90％的活性物质。例如，本发明的药物组合物可以是单元剂量形式，如糖衣丸、片剂、胶囊、栓剂或安瓿；且含有约0.1-3.0g，优选约0.3-1.0g活性成分。
按本身已知的方法制备本发明的药物组合物，例如用常规的混合、制粒、调制、溶解或冷冻干燥等方法。通过将活性成分与一种或多种固体载体混合，必要时将所得混合物制成颗粒，并加工该混合物或颗粒，如果必要时在加适宜的添加剂后形成片剂或糖衣片蕊，可制得口服的药物组合物。在上述过程中还可将它们掺入塑料载体中，该载体释放活性物质或允许活性物质以控制的量扩散。
适宜的载体是填充剂，例如，糖类如乳糖、蔗糖、甘露糖醇或山梨糖醇，纤维素制品和/或磷酸钙如磷酸三钙或磷酸氢钙；粘合剂，例如淀粉如玉米、小麦、水稻或土豆淀粉，明胶、黄蓍胶、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和/或聚乙烯吡咯烷酮；和/或必要时，崩解剂，例如上述的淀粉、羧甲基淀粉、交联的聚乙烯吡咯烷酮、琼脂、藻酸或其盐如藻酸钠。添加剂是流动调节剂和润滑剂，例如二氧化硅、滑石、硬脂酸或其盐如硬脂酸镁或钙，和/或聚乙二醇。糖衣片蕊用适宜的包衣提供，该包衣必要时可是抗胃液的。除了其它的外，可采用浓糖溶液，其中可任选含有阿拉伯胶、滑石、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇和/或二氧化钛；在适宜有机溶剂或溶剂混合物中的供制备抗胃液包衣的喷漆溶液；适宜的纤维素制品的溶液，如乙酰纤维素邻苯二甲酸酯或羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯溶液。着色物质或色素可加入片剂或糖衣片中，例如为了鉴别目的或为了标明活性成分的不同剂量。
可口服给药的其它药物组合物是干填充的明胶胶囊和由明胶和增塑剂(如甘油或山梨糖醇)制造的密封软胶囊。干填充的胶囊可以以颗粒的形式含有活性成分，例如混有填充剂如玉米淀粉、粘合剂和/或润滑剂如滑石或硬脂酸镁，和任选的稳定剂的颗粒。在软胶囊中，活性成分最好溶解或混悬于适宜的液体或蜡样物质如脂肪油、凡土林油或聚乙二醇中，也可加入稳定剂。
口服给药的其它形式是例如以常规方法制备的糖浆，其中以混悬形式含有活性成分，且浓度为约5-20％，优选约10％，或能提供适宜单剂量的相似浓度，例如以5或10ml给药的单剂量。也可以是供制备加入饮料如牛奶中的粉状或液体状浓缩物形式。所述浓缩物也可以单剂量形式包装。
特别适合于非肠道给药的制量形式是可水溶形式(如可水溶的盐)的活性成分的灭菌水溶液或灭菌的含水注射混悬液，它含有增加粘度的物质如羧甲基纤维素钠、山梨糖醇和/或葡聚糖，和任选的稳定剂。另外，带有或不带有添加剂的活性成分也可以是冻干形式，在非肠道给药前加入适宜的溶剂形成溶液。
本发明还涉及诊断目的的组合物，它含有式(I)化合物的适宜的金属配合物，优选以水溶液形式或干制剂形式。
本发明还涉及治疗哺乳动物，尤其是人类疾病的方法，如前所述该疾病伴随有体内三价金属阳离子如铝，尤其是铁(III)过量，该方法包括施用(优选口服)预防或治疗有效量的式(I)化合物或其可药用盐。为此目的，应用上述的药物组合物给予温血动物，日剂量为约25mg/Kg至约200mg/kg，优选约20mg/kg至约150mg/kg本发明化合物。该剂量可分数次如3次或一次口服给予。就系统如经皮下给药而言，优选式(I)化合物的更易溶于水的盐形式，如钠盐。最优选的给药方式是口服。另一种给药方式是皮下给药。
本发明特别涉及式(I)化合物、如上所简述的它们的制备方法和含有式(I)化合物作为活性成分的药物组合物。优选的药物组合物是供系统给药是通用和实施例中描述的那些和尤其是口服剂型。本发明还涉及治疗哺乳动物体内有关三价金属离子过量的疾病的方法，包括向所述哺乳动物系统地给予、优选口服治疗有效量的式(I)化合物或其可药用的盐。
下述实施例用来解释本发明而不是对本发明范围的限制。温度为摄氏度。
实施例1[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(乙酰氧基甲基)酯 将HBED(1g，2.57mMol)溶于15ml二甲基甲酰胺中，得到的溶液冷却至0-4℃并保持在惰性气氛中。加入氢化钠(280mg，6.43mMol，55.-60％油混悬体)，得到的混悬物中0-40℃搅拌30分钟。
加入乙酸溴甲基酯(656ml，6.7mMol)，反应混合物于室温下搅拌5小时，混合物倒入乙酸乙酯(100ml)中，用水(3×50ml)、盐水(1×50ml)，无用Na2SO4干燥，滤去干燥剂后减压蒸发溶剂。
残余物在含70g硅胶的色谱柱上纯化，用乙酸乙酯/己烷(1∶1，v/v)作为洗脱剂。含纯化合物的馏份合并，减压浓缩，残余物于乙酸乙酯(己烷中重结晶，得期望的化合物，白色结晶，m.p.100-101℃)。
元素分析C26H32N2O10计算值(％)C 58.64；H 6.06；N 5.26；O 30.04测定值(％)C 58.52；H 6.12；N 5.18；O 29.911H-NMR(CDCl3，200MHz)2.13(s，6H，2XH3CO-)；2.75(s，4H，N-CH2-CH2-N)；3.12(s，4H，2XN-CH2-CO-)；3.78(s，4H，2X-N-CH2-PH)；5.79(s，4H，2XO-CH2-O)；6.7-7.22(m，8H，2XPh).
实施例2[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(丙酰氧 将HBED(5.7g，14.6mMol)溶于100ml DMF中，加入KHCO3(5.9g，58.7mMol)，混合物搅拌50分钟。
加入丙酸溴甲酯(6.9ml，61.67mMol)后搅拌混合物18小时。
然后将反应混合物倒入乙酸乙酯(100ml)中，并用水(2×200ml)、盐水(1×200ml)洗，用Na2SO4干燥。过滤后真空浓缩滤液。残余物于乙酸乙酯/己烷中重结晶，得期望的化合物，m.p.91-92℃。
元素分析C28H36N2O10计算值(％)C 59.99；H 6.47；N 5.0；O 28.54测定值(％)C 60.1；H 6.6；N 5.0；O 28.2实施例3[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(新戊酰氧基甲基)酯 将HBED(100mg，0.255mMol)溶于5ml DMF中，在0-4℃冷却并保持在氩气氛中。加入氢化钠(23mg，0.52mMol，55-60％油分散体)，得到的混悬物于6-8℃搅拌18小时。
之后，用乙酸乙酯(30ml)稀释反应液，用水(2×10ml)、盐水(1×10ml)洗，并用Na2SO4干燥，滤除干燥剂后真空蒸发溶剂。
残余物在色谱柱上纯化，合并含纯化合物的馏分，真空蒸发，得期望的产物，无色油。
1H-NMR(CDCl3，200MHz)1.2(s，9H，-(CH3)3)；2.75(s，4H，N-CH2-CH2-N)；3.32(s，4H，2XN-CH2-CO)；3.77(s，4H，N-CH2-Ph)；5.8(s，4H，2X-CH2-Ph)；6.7-7.25(m，8H，2X-Ph).
实施例4[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(N，N-二乙基氨基羰基甲基)酯 将HBED(200g，0.51mMol)溶于无水DMF中并在氩气氛中冷却至0-4℃，加入氢化钠(52mg，1.2mMol，55-60％油分散体)，得到的混悬液搅拌30分钟。然后加入2-氯-N，N-二乙基乙酰胺(168ml，1.23mM)和碘化钠(18mg，0.12mMol)，得到的混悬液室温下搅拌24小时。
之后，用乙酸乙酯(500)稀释反应混合物，并用饱和NH4Cl(2×20ml)、水(1×25ml)和盐水(1×20ml)洗，用Na2SO4干燥，过滤。真空蒸发溶剂，含纯产物的馏分合并，真空浓缩得到期望的化合物，无色油。
1H-NMR(CDCl3，200MHz)1-1.2(m，12H，4X-CH3)；2.8(s，4H，N-CH2-CH2-N)；3.2(q，4H，2X-CH2-CH3)；3.3(q，4H，2X-CH2-CH3)；3.45(s，4H，N-CH2-CO)；3.8(s，4H，N-CH2-Ph)；4.75(s，4H，-O-CH2-CO)；6.65-7.2(m，8H，2X-Ph).
实施例5[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(N-吗啉代羰基甲基)酯 将HBED(200mg，0.51mMol)溶于无水DMF(5ml)中，并冷却至0-4℃。加入NaH(50mg，1.12mmol)，搅拌混悬液1小时。然后加入2-溴-N-吗啉代乙酰胺并在室温搅拌7小时。
之后，用乙酸乙酯(30ml)稀释反应，用水(2×10ml)和盐水(1×10ml)洗，用Na2SO4干燥。滤除干燥剂后蒸发溶剂，残余物经色谱柱纯化，合并含纯化合物的馏分，真空蒸发溶剂得期望的油状物产物。
1H-NMR(CDCl3，200MHz)2.81(s，4H，N-CH2-CH2-N)；3.42(s，4H，N-CH2-CO)；3.3-3.7(m，16H，2XN-CH2-CH2-O)；3.78(s，4H，2XN-CH2-Ph)；4.76(s，4H，2XO-CH2-CO)；6.7-7.2(m，8H，2XPh).
实施例6[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二[(5-甲基-1，3-二氧杂环戊烯-2-酮4-基)甲基]酯
将HBED·4H2O(1.31g，2.84mMol)溶于40ml DMF中，加入KHCO3(0.85g，8.5mmol)，反应混合物升温至65℃一小时。然后冷却至15℃，加入4-溴甲基-5-甲基-1，3-二氧杂环戊烯-2-酮(1.92g，9.94mmol)在10ml DMF中的溶液，得到的溶液在室温下搅拌2.5小时。
之后，用150ml乙酸乙酯稀释，用水(4×80ml)洗。水相用乙酸乙酯(100ml)提取。合并有机层，用Na2SO4干燥，真空蒸发，残余物在色谱柱上纯化，真空蒸发含纯化合物的馏分。残余物于乙酸乙酯/已烷中重结晶，得期望的化合物，熔点111-113℃。
元素分析C30H32N2O12计算值(％)C 58.82；H 5.27；N 4.57；O 31.34测定值(％)C 58.7；H 5.2；N 4.6；O 31.4实施例7口服给药的药物组合物各含150mg活性成分的1000只明胶胶囊制备如下组成[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二150g(乙酰氧基甲基)酯滑石36g小麦淀粉24g硬脂酸镁16g乳糖4g将上述粉状物通过网眼宽度0.6mm的筛并充分混合，得总量230g，用胶囊填流机填流1000只明胶胶囊，每囊230mg混合物。
权利要求
1.式(I)化合物及其盐 其中R代表-(CO)-R1、-O-(CO)-R2、-O-(CO)-OR3或 ；其中R1是-NR4R5或 ，R4和R5彼此独立地是C1-C3烷基或C3-C7环烷基，或一起形成基团-(CH2)n-，n是整数3-6；R2是C1-C6烷基、未取代的苯基或被选自卤素和羟基的1-4个取代基取代的苯基；R3是C1-C6烷基或C3-C7环烷基；和R4是C1-C3烷基。
2.权利要求1的式(I)化合物及其盐，其中R1是-NR4R5，其中R4和R5各自独立地是C1-C3烷基；R2是C1-C3烷基；R3是C1-C3烷基或C3-C7环烷基；卤素是氟、氯或溴；环烷基是环己基；R4是甲基。
3.权利要求1的式(I)化合物及其盐，其中R代表-O-(CO)-R2且R2是C1-C6烷基，优选C1-C3烷基。
4.权利要求1的化合物，选自[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(N，N-二乙氨基羰基甲基)酯；[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(乙酰氧基甲基)酯；[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(正丙酰氧基甲基)酯；[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(异丙酰氧基甲基)酯；[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(叔丁基酰氧基甲基)酯；[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(正戊酰氧基甲基)酯；[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(苯甲酰氧基甲基)酯；[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(乙氧羰基氧基甲基)酯；[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(环己氧羰基氧基甲基)酯；[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二[(5-甲基-1，3-二氧杂环戊烯-2-酮-4-基)甲基]酯；和[N，N’-二(2-羟基苄基)]乙二胺N，N’-二乙酸二(N-吗啉代羰基甲基)酯。
5.一种药物组合物，它含有治疗有效量的权利要求1的化合物或其可药用的盐。
6.权利要求5的供系统给药，优选口服的药物组合物，它含有治疗有效量的权利要求1的式(I)化合物或其可药用的盐及适合于口服的载体。
7.一种治疗哺乳动物体内有关三价金属离子过量的疾病的方法，它包括系统地给予所说的哺乳动物治疗有效量的权利要求1的式(I)化合物或其可药用的盐。
8.叔利要求7的方法，它包括口服给予治疗有效量的权利要求1的式(I)化合物或其可药用的盐及适宜于口服的载体。
9.制备权利要求1的式(I)化合物的方法，它包括在冷却下将氢化钠或碳酸氢钾加入式(II)化合物中， 式中X代表氢或基团-CH2J；然后向得到的溶液中(a)当X代表氢时，加入式(III)Y-CH2-R的化合物，或者(b)当X代表基团-CH2J时，加入式(IV)HO-C(O)-R的化合物，在式(III)和(IV)中，R的定义同式(I)中定义，和Y代表卤素。
全文摘要
本发明公开了式(I)的新的N，N′-二(2-羟基苄基)-乙二胺N，N′-二乙酸衍生物，它们可与三价金属离子，尤其是铁(III)形成螯合型配合物，并可用于治疗温血动物体内三价金属离子过量有关的疾病，式(I)中R的定义同说明书。
文档编号C09K3/00GK1137267SQ94194494
公开日1996年12月4日 申请日期1994年12月5日 优先权日1993年12月16日
发明者F·加斯帕里尼, T·卢特, D·L·发利 申请人:西巴-盖尔基股份公司