AT393681B

AT393681B - Verfahren zur herstellung von neuen 6-substituierten mitomycinderivaten

Info

Publication number: AT393681B
Application number: AT0008088A
Authority: AT
Original assignee: University Patents Inc
Priority date: 1984-09-04
Filing date: 1988-01-15
Publication date: 1991-11-25
Also published as: ATA8088A

Description

AT 393 681B

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von neuen Mitosanverbindungen mit antibiotischer Wirksamkeit, die bei der Behandlung von neoplastischen Krankheitszuständen bei Tieren Anwendung finden. Ähnliche Verbindungen sowie ihre Anwendungen sind in den US-PS 4 268 676 und4 460 599 sowie in einigen nichtvorveröffentlichten Schutzrechten beschrieben.

Die genannten US*PS4 268 676und4460559beschreiben neue Verbindungen, die mit Mitomycinen strukturell verwandt sind und antibiotische Wiiksamkeit besitzen, niedrige Toxizität auf weisen und ein wesendiches Ausmaß an Antitumoraktivität bei Tieren zeigen. Insbesondere offenbaren sie Verbindungen der allgemeinen Formel

worin Y Wasserstoff oder nied Alkyl bedeutet und X einen Thiazolamino-, Furfurylamino- oder einen Rest der Formel

1 0 (tosteilt, wobei R, R und R gleich oder verschieden sind und jeweils Wasserstoff oder niedAlkyl bedeuten, und R^ nied.Alkenyl, Halogen-nied.alkenyl, nied.Alkinyl, nied.Alkoxycarbonyl, Thienyl, Formamyl, Tetrahydrofuryl oder Benzolsulfonamid ist.

Die genannten US-PS offenbaren auch neue Verfahren zum Behandeln von neoplastischen Erkrankungen von Tieren, wobei ein therapeutisch wirksamer Anteil einer Verbindung der allgemeinen Formel

worin Y Wasserstoff oder nied.Alkyl ist und Z Thioazolamino, Furfurylamino, Cyclopropylamino, Pyridylamino oder einen Rest der Formel

R 7 bedeutet, wobei R^, R^ und R^ gleich oder verschieden sind und jeweils Wasserstoff oder nied. Alkyl darstellen und R^niedAlkenyl,Halogen-nied.alkenyl,niedAlkinyl,nied.Alkoxycarbonyl,Halogen-nied.alkyl,Hydroxy-med.alkyl, Pyridyl, Thienyl, Formamyl, Tetrahydrofuryl, Benzyl oder Benzolsulfonamid ist, verabreicht wird.

Die Synthese und biologische Bewertung einer Reihe von 7-Alkoxymitosanen einschließlich 7-Äthoxy-, 7-n-Propoxy-,7-Isopropoxy-,7-n-Butoxy,7-Isobutoxy-,7-sek.Butoxy-,7-n-Amyloxy-,7-Isoamyloxy-,7-n-Hexyloxy-, -2-

AT 393 681B 7-Cyclohexyloxy-, 7-n-Heptyloxy-, 7-n-Octyloxy-, 7-n-Decyloxy-, 7-Steaiyloxy-, 7-(2-Methoxy)-äthoxy- und 7-Benzyloxyderivaten von Mitomycin A wurde von C. Urakawa et al. in LAntibiotics 21,804-809 (1980), angegeben. Es ist auch das 7*Isopropoxyderivat von Mitomycin B gezeigt. Die meisten dies» Verbindungen zeigten

des Wachstums von Heia S-3-Zellen in vitro.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung sei als Stand der Technik auch auf folgende Literatur verwiesen: US-PS 3 332 944,3 410 867,4 231936,3 429 894,4 268 676,3 450 705 und 3 514 452 sowie Imai et al., Gann, ZL 560-562 (1980).

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von neuen Verbindungen der allgemeinen Formel

,(IV) worin Y Wasserstoff oder nied. Alkyl bedeutet und R Mono- und Dihydroxy-nied.alkyl, Cyano-nied.alkyl, Halogen-nied.alkyl, nied.Alkylamino-nied.alkyl, Hydroxy-nied.alkylthio-nied.alkyl, Hydroxy-nied.alkyldithio-nied.alkyl, Di-nied.alkoxy-nied.alkyl, hydroxy- oder nied.alkoxysubstituiertes nied.Alkoxy-nied.alkyl und cyclo-nied.alkylsubstituiertes nied. Alkyl, nied.Alkenyl; nied.Alkinyl; oder Tetrahydrofuranyl oder nied.alkylsubstituierte Derivate hievon, nied.alkylsubstituiertes Oxiranyl, nied.alkylsubstituiertes Dioxolanyl, nied^lkylsubstituiertes Tetrahydropyranyl oder Furanyl-nied.alkyl bedeutet.

IndenDE-OS 1570030 und 1570 031 sind Veibindungsgruppen beansprucht,die zumTeildieerfindungsgemäß herzustellenden Verbindungen mitumfassen, die erfindungsgemäß herzustellenden neuen Verbindungen selbst werden jedoch in den beiden DE-OS nicht erwähnt.

Die erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen können zum Behandeln von neoplastischen Krankheitszuständen bei Tieren verwendet werden, wobei man einen therapeutisch wirksamen Anteil einer Verbindung der Formel (IV) verabreicht.

Wenn nichts anderes angegeben, bezeichnet der Ausdruck „nied.“ im Zusammenhang mit „Alkoxy“-gruppen derartige gerade oder verzweigtkettige Reste mit 1 bis 8 C-Atomen. Beispielsweise bedeutet „nied.Alkoxy“ Methoxy, Äthoxy.Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy, Heptoxy und Octoxy sowie Isopropoxy, tert.Butoxy und dgl. Ähnlich bedeutet „nied.“ im Zusammenhang mit „AIkyl“-gruppen einen Rest mit 1 bis 8 C-Atomen und im Zusammenhang mit „Alkenyl“ und „Alkinyl“ einen Rest mit 2 bis 8 C-Atomen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der neuen Verbindungen besteht darin, daß man 7-Hydroxy-mitosan mit einem geeigneten l-Alkyl-3-aryltriazin in Anwesenheit von Methylenchlorid umsetzL Es wird dabei das gewünschte Produkt im allgemeinen als kristalliner Feststoff erhalten, der in Alkohol leicht löslich ist.

Die therapeutische Verwendung besteht in der Verabreichung von wirksamen Anteilen einer oder mehrerer der Verbindungen der Formel (IV) als aktiver Bestandteil zusammen mit erwünschten pharmazeutisch annehmbaren Verdünnungsmitteln, Adjuvantien und Trägem an ein Tier, das an einem neoplastischen Krankheitszustand leidet. Einheitsdosierungsformen der nach dem Verfahren der Erfindung verabreicht»! Verbindungen können etwa 0,001 bis etwa 5,0 mg, vorzugsweise etwa 0,004 bis etwa 1,0 mg, Verbindungen enthalten. Derartige Einheitsdosierungsanteile können gegeben werden, um eine tägliche Dosierung von etwa 0,1 bis etwa 100 mg pro kg, vorzugsweise etwa 0,2 bis etwa 51,2 mg pro kg Körpermasse des zu behandelnden Tieres vorzusehen. Die parenterale Verabreichung, insbesondere intraperitoneale Verabreichung, ist die bevorzugte Verabreichungsart.

Die folgenden Beispiele 1 bis 4 sollen die vorliegende Erfindung näher erläutern. Wenn nichts anderes angegeben, wurden alle Reaktionen bei Raumtemperatur (20 °C) ohne Wärmezufuhr durchgeführt. Wenn nichts anderes angegeben, umfassen alle dünnschichtchromatographischen (TLQ Verfahren, die zum Überprüfen des Fortschritts der Reaktionen angewandt wurden, die Verwendung einer vorbeschichteten Silikagelplatte und einer Mischung von Aceton und Chloroform (1:1 bezogen auf das Volumen) als Entwicklerlösungsmittel. -3-

AT 393 681B

Beispiel 1: l.ta.2.8.8a.8h-Hexahvdro-8-(hvdroxvmethvlV8a-methoxv-5-methvl-6-12-2-('dimethoxvVäthoxvl-azirino[2'3':3,4]pyrrolo[l,2-a]indol-4,7-dioncarbamat 3-(2,2-Dimethoxy)-äthyl-l-phenyltriazin wurde wie folgt hergestellt: Eine kalte Lösung von 7,5 g Benzol-Diazoniumhexafluorphosphat in 100 ml Ν,Ν-Dimethylformamid wurde bei 0 °C zu einer Lösung von 3,25 g Aminoacetaldehyddimethylacetal in 100 ml Ν,Ν-Dimethylformamid enthaltend überschüssiges Kaliumcarbonat zugesetzL Nach 2 h wurde die Mischung in Eiswasser gegossen und mit Hexan extrahiert. Dieser Extrakt wurde getrocknet und unter vermindertem Druck konzentriert, wobei 3,0 g des gewünschten Produktes als rotes öl erhalten wurden.

Eine Lösung von 3 g 2,2-Dimethoxyäthylphenyltriazin in 75 ml trockenem Methylenchlorid wurde zu einer Lösung von 7-Hydroxymitosan (eihalten aus der Hydrolyse von 0,3 g Mitomycin Q in 75 ml trockenem Methylen-chloridzugesetztDieReaktionsmischungwurde48hbeiRaumtemperatur unter Stickstoffgerührt. Das Lösungsmittel wurde dann abgedampft und der Rückstand wurde durch präparative Dünnschichtchromatographie auf Silikagel mit einer Mischung von Chloroform und Methanol 9:1 gereinigt Dieses Verfahren »gab 136 mg (36 %, bezogen auf Mitomycin Q der gewünschten Verbindung, Fp. 68-75 °C (Zers.). NMR (CDCI3, TS) δ ppm: Verschwinden des Peaks bei 4,02 und Erscheinen von neuen Peaks bei 3,4 (s, 6), 4,25-43 (d, 2) und 4,4-4,9 (m, 5).

Beispiel 2:1 , la,2,8,8a,8b-Hexahydro-8-(hydroxymethyl)-8a-methoxy-5-methyl-6-(furfuryloxy)-azirino-[2',3':3,4]pyrrolo[l,2-a]indol-4,7-dioncarbamat 3-Furfuryl-l-phenyltriazin wurde wie folgt hergestellt. Eine kalte Lösung von 10 g Benzol-Diazoniumhexafluorphosphat in 25 ml Ν,Ν-Dimethylformamid wurde portionsweise bei 0 °C zu einer Mischung von 3,88 g Furfurylamin in 25 ml Ν,Ν-Dimethylformamid enthaltend überschüssiges Kaliumcarbonat zugesetzL Nach 2 h wurde die Mischung in Eiswasser gegossen. Der resultierende Niederschlag wurde gesammelt und aus Hexan kristallisiert wobei 1 g des gewünschten Produktes in Form gelber Nadeln erhalten wurde.

Eine Lösung von 0,7 g 3-Furfuryl-l-phenyltriazin in 15 ml trockenem Methylenchlorid wurde zu einer Lösung von 7-Hydroxymitosan (erhalten aus der Hydrolyse von 0,5 g Mitomycin C) in 15 ml trockenem Methylenchlorid zugesetzt Die Reaktionsmischung wurde 72 h bei Raumtemperatur unter Stickstoff gerührL Dann wurde das Lösungsmittel abgedampft und der Rückstand durch präparative Dünnschichtchromatographie auf Silikagel mit einer Mischung von Chloroform und Methanol 9:1 gereinigt Das von der Reinigung auf Silikagel erhaltene Material wurde weiteraufeiner vorbeschichteten neutralen Tonerdeplatte unter Verwendung einer Mischung von Chloroform und Aceton als Lösungsmittel gereingt Dieses Verfahren ergab 16 mg (43 %) der gewünschten Verbindung, Fp. 110-117 °C (Zers.). NMR (CDCI3, TS) δ ppm: Verschwinden des Peaks bei 4,02 und Erscheinen von neuen Peaks bei 5,45 (s, 2), 63 (s, 2) und 7,4-7,55 (d, 1).

Beispiel 3: l.la2.8.8a.8b-Hexahvdro-8-fhvdroxvmethvlV8a-methoxv-5-methvl-6-C2-cvanoäthoxv')-azirino-[2,,3,:3,4]pyrrolo[13-a]indol-4,7-dioncarbamat 3-(2-Cyanoäthyl)-1 -phenyltriazin wurde wie folgt hergestellt: Eine Lösung von 33 g 3-Aminopropionitrilfumarat in Methanol wurde mit 135 g Natriummethoxid behandelt Die Mischung wurde filtriert und das Filtrat unter vermindertem Druck konzentriert Der Rückstand wurde in 15 ml Ν,Ν-Dimethylformamid gelöst mit überschüssigem Kaliumcarbonat behandelt, auf 0 °C abgekühlt und mit einer Lösung von 6,25 g Benzol-Diazoniumhexafluorphosphat in 50 ml Ν,Ν-Dimethylformamid behandelt Nach 1 h wurde die Mischung auf Eiswasser gegossen und mit Hexan und Äther extrahiert Die vereinigten Extrakte wurden getrocknet und zu einem öligen Rückstand konzentriert, der 13 g des gewünschten Produktes in Form gelber Nadeln nach Kristallisation aus 500 ml Hexan ergab.

Eine Lösung von 3-(2-Cyanoäthyl)-l-phenyltriazin in 15 ml trockenem Methylenchlorid wurde zu einer Lösung von 7-Hydroxymitosan (erhalten aus der Hydrolyse von 0,1 g Mitomycin C) in 15 ml trockenem Methylenchlorid zugesetzt Die Reaktionsmischung wurde 96 h bei Raumtemperatur unter Stickstoff gerührt Dann wurde das Lösungsmittel abgedampft und der Rückstand durch präparative Dünnschichtchromatographie auf Silikagel mit einer Mischung von Chloroform und Methanol 9:1 gereinigt Dieses Verfahren ergab 21 mg (18 %) der gewünschten Verbindung, Fp. 76-79 °C (Zers.). NMR (CDCI3, TS) δ ppm: Verschwinden des Peaks bei 4,02 und Erscheinen von neuen Peaks bei 2,65-2,80 (t 2) und 4,37-43 (ts). -4-

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Beispiel 4:1, la,2,8,8a)8b-Hexahydro-8-(hydroxymethyl)-8a-methoxy-5-methyl-6-(2,3-dihydroxypropoxy)- azmno[2\3':3,4]pyrroIo[l,2-a]indol-4,7-dioncarbamat 3- (2,3-Dihydroxypropyl)-l-phenyltriazin wurde wie folgt hergestellt: Eine kalte Lösung von 10 g Benzol-Diazoniumhexafluorphosphat in 50 ml NJST-Dimethylformamid wurde portionsweise zu einer Lösung von 3,6 g 5 3-Amino-l,2-propandiol in 75 ml Ν,Ν-Dimethylformamid bei 0 °C zugesetzt. Nach 3 h wurde die Mischung auf Eiswasser gegossen und mit Äther extrahiert. Dieser Extrakt wurde getrocknet und konzentriert und der Rückstand mit siedendem Hexan behandelt.

Das unlösliche viskose Öl wurde aus Chloroform kristallisiert. Dieses Verfahren ergab 1,0 g des gewünschten Triazins als gelben Feststoff, Fp. 97-98 °C. 10 Eine Lösung von 7-Hydroxymitosan (erhalten aus der Hydrolyse von 0,2 g Mitomycin C) im minimalen Volumen

Methylenchlorid wurde mit einer Lösung von 0,3 g 3-(2,3-Dihydroxypropyl)-l-phenyltriazin in 200 ml Äther behandelt. Nach 40 h wurde das unlösliche Produkt durch Filtrieren gesammelt, mit Äther gewaschen und luftgetrocknet. Dieses Verfahren ergab 24 mg der gewünschten Verbindung. 15 NMR (CDC13) δ ppm: Verschwinden des Peaks bei 4,02 und Erscheinen von neuen Peaks bei 3,3-3,5 (m, 5) und 4- 4,5 (m, 2).

Die obigen Beispiele erläutern somit folgende strukturelle Variationen der erfindungsgemäß erhältlichen Verbindungen der Formel (IV): 20 1. Verbindungen, worin R Mono- oder Dihydroxy-nied.alkyl ist: Beispiel 4; 2. Verbindungen, worin R Cyano-nied.alkyl ist: Beispiel 3; 3. Verbindungen, worin R Di-nied.alkoxy-nied.alkyl ist: Beispiel 1; 4. Verbindungen, worin R Furanyl-nied.alkyl ist: Beispiel 2. 25

Es wird angenommen, daß erfindungsgemäß erhältliche Verbindungen antibakterielle Wirksamkeit gegen Gram-positiveund Gram-negative Mikroorganismen auf ähnlicheWeise aufweisen, wiesiefürdienatürlich vorkommenden Mitomycine festgestellt wurde, und somit potentiell als therapeutische Mittel bei der Behandlung von Bakterieninfektionen bei Menschen und Tieren sind. 30 Die Anwendbarkeit von Verbindungen der Formel (IV) bei den antineoplastischen therapeutischen Methoden wird durch die Ergebnisse von in vivo-Screeningverfahren gezeigt, wobei die Verbindungen in variierenden Dosierungsanteilen an Mäuse verabreicht werden, bei welchen ein P388-Leukämiezustand induziert wurde. Die Verfahren wurden gemäß „Lymphocytic Leukemia P388 - Protocol 1.200“, veröffentlicht in Cancer Chemotherapy Reports, Teil 3, Bd. 3, Nr. 2, S. 9 (SepL 1972), durchgeführt. Kurz gesagt, beinhalten die Screeningverfahren die 35 Verabreichung der Testverbindung an weibliche CDF^-Mäuse, die vorher mit 10^ Asciteszellen, intraperitoneal implantiert, infiziert worden waren. Die Testverbindungen wurden nur am ersten Tag der Untersuchung verabreicht und die Tiere wurden u. a. während eines Zeitraumes von 35 Tagen auf Lebensfähigkeit beobachtet

DieErgebnissedes Screenings von Verbindungen der Beispiele 1 bis4 sind in nachstehender Tabelle I angegeben. Die angeführten Daten umfassen die optimale Dosis („O.D.“), d. h. jene Dosierung in mg/kg Körpermasse des Tieres, 40 bei der konsistent maximale therapeutische Wirkungen festgestellt werden. Ebenfalls umfaßt ist die maximale Überlebenszeit („MST“), ausgedrückt als die MST der Testtiere im Vergleich zur MST von Kontrollen x 100 („% T/C“). Im Zusammenhang mit dem oben angeführten in vivo P388-Verfahren gibt ein % T/C-Wert von 125 odo-höher eine signifikante antineoplastische therapeutische Wirksamkeitan. Die niedrigste Dosis in mg/kg Körpermasse, bei der der 125 % T/C-Wert erzielt wird, ist als minimale wirksame Dosis („MED“) bekannt. Diese Dosen sind 45 ebenfalls in Tabelle I angegeben. Es sei bemerkt, daß die außergewöhnlich hohen MST-Werte, die bei den P388-Screenings erhalten wurden und in Tabelle I angeführt sind, ebenfalls das Fehlen von wesentlicher Toxizität der Verbindungen in den angegebenen Dosierungen zeigen. 50

Tabelle I

Beispiel Nr. Optimale Dosis mg/kg MST als % T/C MED 1 1,6 200 <0,1 2 3,2 150 0,2 3 6,4 139 6,4 4 12,8 225 0,2 5 55

Claims

AT 393 681B Selbstverständlich befinden sich unter den am meisten bevorzugten erfindungsgemäß erhältlichen Verbindungen, die als antineoplastische Mittel Anwendung finden, jene, die mehr als das Doppelte der relativen lebens-verlängemden Fähigkeit zeigen, die im allgemeinen als ein signifikantes therapeutisches Potential zeigend charakterisiert werden, d. h. jene mit einem MST % T/C-Wert von mehr als 2 x 125. Wie aus Tabelle I hervorgeht, zeigten die anfänglichen Einzeldosierungen von so wenig wie 0,4 mg/kg eine wesentliche antineoplastischeLangzeitwirksamkeit. Demgemäß können therapeutischeEinheitsdosierungen von so wenig wie 0,001 mg oder so viel wie 5 mg, vorzugsweise 0,004 bis 1,0 mg, da- erfindungsgemäß erhältlichen Verbindungen als Wirkstoff in einem geeigneten pharmazeutischen Präparat verabreicht werden. Derartige Präparate können in einem täglichen Schema verabreicht werden, das 0,1 bis 100 mg/kg, vorzugsweise etwa 0,2 bis etwa 51,2 mg/kg Körpermasse des Tieres, das an neoplastischer Krankheit leidet, erfordern. Es wird bevorzugt, daß die Verbindungen parenteral verabreicht werden. PharmazeutischeZusammensetzungenkönnen einfache Wasserlösungen einer odermehrererVerbindungenderFormel (IV) sein,können aber auch wohlbekanntepharmazeutisch annehmbare Verdünnungsmittel, Adjuvantien und/oderTräger,wieKochsalzlösung,diezurmedizinischenAnwendunggeeignet sind, aufweisen. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von neuen 6-substituierten Mitomycinderivaten der allgemeinen Formel

,(IV) worin Y Wasserstoff oder nied. Alkyl bedeutet und R Mono- und Dihydroxy-nied.alkyl, Cyano-nied.alkyl, Halogen-nied.alkyl, nied.Alkylamino-nied.alkyl, Hydroxy-nied.alkylthio-nied.alkyl, Hydroxy-nied.alkyldithio-nied.alkyl, Di-nied.alkoxy-nied.alkyl, hydroxy- oder nied.alkoxysubstituiertes nied.Alkoxy-nied.alkyl und cyclo-nied.-alkylsubstituiertes nied.Alkyl, nied.Alkenyl; nied.Alkinyl; oder Tetrahydrofuranyl oder nied.alkylsubstituierte Derivate hievon, nied.alkylsubstituiertes Oxiranyl, niedalkylsubstituiertes Dioxolanyl, nied.alkylsubstituiertes Tetrahydropyranyl oder Furanyl-niedalkyl bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man 7-Hydroxymitosan mit dem geeigneten l-Alkyl-3-aryltriazin in Anwesenheit von Methylenchlorid umsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 7-Hydroxymitosan mit 3-(2-Cyanoäthyl)-l-phenyltriazin in Anwesenheit von Methylenchlorid zu l,la,2,8,8a,8b-Hexahydro-8-(hydroxy-methyl)-8a-methoxy-5-methyl-6-(2-cyanoäthoxy)-azirino[2',3’:3,4]pyrrolo[l,2-a]indol-4,7-dioncarbamat umsetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 7-Hydroxymitosan mit 2,2-Dimethoxyäthylphenyltriazin in Anwesenheit von Methylenchlorid zu l,la/2,8,8a.8b-Hexahydro-8-(hydroxy- methyl)-8a-methoxy-5-methyl-6-[2,2-(dimethoxy)-äthoxy]azirino[2',3':3,4]pyrrolo[l,2-a]indol-4,7-dioncarbamat umsetzt
4. Verfahren nach Anspruch 1 .dadurch gekennzeichnet, daß man 7-Hydroxymitosan mit3-Furfuryl-1 -phenyltriazin in Anwesenheit von Methylenchlorid zu l,la,2,8,8a,8b-Hexahydro-8-(hydroxymethyl)-8a-methoxy-5-methyl-6-(furfurytoxy)-azirino[2’,3,:3,4]pyrrolo[l ,2-a]indol-4,7-dioncarbamat umsetzL -6- AT 393 681B
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 7-Hydroxymitosan mit3-(2,3-Dihydroxypropyl)-1-phenyltriazin in Anwesenheit von Methylenchlorid zu l,la,2,8,8a,8b-Hexahydro-8-(hydroxy-methyl)-8a-methoxy-5-methyl-6-(2,3-dihydroxypropyl)-azirino[2',3,:3,4]pyrrolo[l,2-a]indol-4,7-dioncarbamat umsetzt. -7-