Verfahren zur Herstellung von Dihydrovinblastin, Dihydrovincristin und Dihydrodesmethylvinblastin sowie Verwendung des Dihydrodesmethylvinblastin
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dihydrovinblastin, Dihydrovincristin und Dihydrodesmethylvinblastin, das sich dadurch auszeichnet, dass man Vinblastin, Vincristin und Desmethylvinblastin in einem inerten Medium katalytisch hydriert.
Die verwendeten Ausgangsmaterialien können durch folgende Formel wiedergegeben werden:
EMI1.1
in der R Methyl, Formyl oder Wasserstoff bedeutet.
Ist R in der obigen Formel eine Methylgruppe, so heisst die betreffende Verbindung Vinblastin; ist R Formyl, so handelt es sich um Vincristin und bei R = Wasserstoff wird das entsprechende Produkt als Desmethylvinblastin bezeichnet.
Zwei der erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen, nämlich Dihydrovinblastin und Dihydrovincristin, inhibieren das Wachstum von transplantierten Tumoren bei Mäusen, insbesondere bei B-1534-Leukämie. Dihydrovonblastin ist in dieser Hinsicht besonders wirkungsvoll. Beispielsweise bewirkt eine Dosis von 20 mg Dihydrovinblastin pro Maus am 1., 6. und 10. Tag, d.h. eine Gesamtdosis von 60 mg, eine Verlängerung der Lebensdauer um 173%, welches Ergebnis vergleichbar ist mit demjenigen, das man mit 1,5 mg Vinblastin am 1., 6.
und 10. Tag, d.h. mit einer Gesamtdosis von 4,5 mg pro Maus, erzielt. Überraschenderweise ist jedoch die Toxizität von Dihydrovinblastin der tumorhemmenden Eigenschaft nicht parallel. Beispielsweise tolerieren Mäuse leicht eine Einzeldosis von 90 mg Dihydrovinblastin pro kg, während eine Einzeldosis von bereits 5 mg Vinblastin pro kg bereits eine hohe Sterblichkeit hervorruft. Die Tatsache dass obige Verbindungen das Wachstum von transplantierter Leukämie bei Mäusen inhibieren ist ausserordentlich interessant, da damit gezeigt wird, wie durch minimale strukturelle Veränderungen Wirkungs änderungen bei den Vinca-Alkaloiden zu erreichen sind.
Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung von nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestelltem Dihydrodesmethylvinblastin zur Herstellung von Dihydrovincristin, die dadurch gekennzeichnet ist, dass man das Dihydrodesmethylvinblastin formyliert.
Die erfindungsgemäss herstellbaren freien Basen sind amorphe, niedrig schmelzende Feststoffe, die sich leicht in weisse, kristalline Säureadditionssalze überführen lassen. Die Säureadditionssalze besitzen im allgemeinen einen hohen Schmelzpunkt. Zur Umsetzung mit den Aminbasen geeignete Säuren sind beispielsweise: Salzsäure, Schwefelsäure, Bromwasserstoffsäure, Maleinsäure, Weinsäure, Äpfelsäure, Phosphorsäure, Bernsteinsäure, 2,4-Dinitro-Benzolsäure und dergleichen.
Die erfindungsgemäss erhältlichen Dihydroverbindungen können von den Ausgangsmaterialien unterschieden werden durch dünnschichtenchromatographische Untersuchungen und Untersuchung der Kernresonanzspektren.
Die Unterscheidung von Dihydroverbindung und Ausgangsmaterial durch Dünnschichten - Chromatographie lässt sich an Vinblastin und Dihydrovinblastin illustrieren, bei Verwendung von Kieselsäure als Adsorbens und 100prozentigem Methanol als Lösungsmittel. Es wurde gefunden, dass unter diesen Bedingungen Vinblastin einen Rr-Wert von 0,43 aufweist, während der Rf-Wert des Dihydrovinblastins etwas grösser ist und bei 0,48 liegt.
Bei der chromatographischen Untersuchung werden die Substanzen in Form der Säureadditionssalze auf die Chromatographierplatte aufgetupft. Ein Tropfen von mit Ammoniumhydroxyd gesättigtem Hexan wird zuge geben. um die freien Basen freizusetzen, die dann zur Oberfläche der Platte in Gegenwart des methanolischen Lösungsmittels aufsteigen.
Beim erfindungsgemässen Verfahren erfolgt die Hydrierung der Ausgangsmaterialien vorteilhafterweise bei niedrigem Druck unter Verwendung eines Edelmetallkatalysators in inertem Lösungsmittel. Besonders geeignet als Katalysatoren sind feinteiliges Palladium und Platin, doch können auch andere Edelmetalle verwendet werden. entweder in feinteiliger Form oder auf Trägern befindlich. Als inerte Lösungsmittel werden niedrige ali phatische Alkohole wie z.B. Äthanol bevorzugt.
Beispiel I
5 g Vinoblastin-Sulfat und 3 ml 12-n-Salzsäure wurden zu 200 ml 95%igem Methanol zugegeben. Das Gemisch wurde in einen Niederdruck-Hydrierapparat verbracht und bei 2.1 Atmosphären 1,25 Stunden lang bei Raumtemperatur unter Verwendung von 2 g Palladiumoxyd als Katalysator hydriert. Das Gemisch wurde dann durch Filtration vom Katalysator befreit, und das Filtrat wurde im Vakuum eingeengt und abgekühlt. Beim Stehenlassen kristallisierte Dihydrovinblastin-Dihydrochlorid aus dem Reaktionsgemisch aus. Nach dem Umkristallisieren aus einem Gemisch aus Methylendichlorid, Äthanol und Äther schmolz die Verbindung unter Zersetzen zwischen 236 und 2420. [.s]n-6 = +320 (Wasser; (: = 1.0).
Das Dihydrovinblastin-Dihydrochlorid wurde ins entsprechende Sulfat überführt durch Auflösen in Äthanol und Zugabe von Iprozentiger äthanolischer Schwefelsäure. Das Sulfat kristallisierte aus dem Reaktionsgemisch nach Einengen und Abkühlen aus. Es schmolz unter Zersetzung bei etwa 2550 (Nach Umkristallisierung aus Äthanol); Ilx],:'i = +29.20 (Wasser; C = 1,0).
Andere Säureadditionssalze werden erhalten, indem man das Dihydrovinblastin-Dihydrochlorid oder das Sulfat in die freie Base überführt und diese sodann in Lösung. vorzugsweise in Äther. mit einer äquivalenten Menge der gewünschten Säure, ebenfalls in Äther, in Berühring bringt. Das resultierende Säureadditionssalz kann entweder als unlöslicher Niederschlag oder durch Eindampfen der Lösung im Vakuum zur Trockene erfolgen.
Beispiel 2
Ein Reaktionsgemisch wurde hergestellt aus 0,25 g Platinoxyd. 12 ml 95prozentigem Äthanol und 3 ml Eisessig; diesem Gemisch wurde eine Lösung von 0,45g amorphem Vinblastin in 10 mol einer 4:l-Äthanol-Eis- essig-Lösung zugegeben. Dann wurden 5 Tropfen 12-n Salzsäure zugesetzt, und das Gemisch wurde wie in Beispiel 1 beschrieben hydriert. Nach Aufnahme der theoretischen Wasserstoffmenge wurde der Katalysator abfiltriert und der Filterkuchen wurde sorgfältig mit einem Gemisch aus Methanol und Eisessig gewaschen. Das resultierende Filtrat und die Waschlösungen wurden vereinigt und im Vakuum eingedampft. Das Konzentrat wurde mit Wasser verdünnt und das Gemisch wurde durch Zugabe von lOprozentiger wässriger Natriumhydroxydlösung alkalisch gestellt.
Die freie Base Dihydrovinblastin, die in der alkalischen Schicht unlöslich war, schied sich ab und wurde in Methylenchlorid extrahiert.
Die Methylenchloridschicht wurde abgetrennt und getrocknet und das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgedampft. Der das Dihydrovinblastin enthaltende Rückstand wurde aus Äther kristallisiert; die Verbindung schmolz bei etwa 198 - 2020.
Beispiel 3
Fünf g Vinblastin-Sulfat wurden in 50 ml Wasser gelöst und mit 150 ml Äthanol, das 3 ml 12-n. Salzsäure enthielt, versetzt. Dann wurden 3 g Platinoxyd zugegeben und das Gemisch wurde bei niederem Druck unter Schütteln in Wasserstoff 1,25 Std. lang hydriert. Der Katalysator wurde abfiltriert und das Filtrat wurde im Vakuum auf ein Restvolumen von etwa 50 ml eingeengt.
Äther wurde zugegeben bis zu Beginn der Trübung, worauf die Lösung mit authentischem Dihydrovinblastin Dihydrochlorid geimpft und abgekühlt wurde. Man erhielt dabei eine erste Menge von 3.2 g Dihydrovinblastin Dihydrochlorid.
Dihydrovincristin ist erhältlich durch Hydrierung von Desmethylvinblastin gemäss den obigen Vorschriften und anschliessende Formylierung des so erhaltenen Dihydro desmethylvinblastin.
Process for the production of dihydrovinblastine, dihydrovincristine and dihydrodesmethylvinblastine and the use of dihydrodesmethylvinblastine
The present invention relates to a process for the production of dihydrovinblastine, dihydrovincristine and dihydrodesmethylvinblastine, which is characterized in that vinblastine, vincristine and desmethylvinblastine are catalytically hydrogenated in an inert medium.
The raw materials used can be represented by the following formula:
EMI1.1
in which R is methyl, formyl or hydrogen.
If R in the above formula is a methyl group, the compound in question is called vinblastine; if R is formyl, then it is vincristine and if R = hydrogen the corresponding product is called desmethylvinblastine.
Two of the compounds obtainable according to the invention, namely dihydrovinblastine and dihydrovincristine, inhibit the growth of transplanted tumors in mice, in particular in B-1534 leukemia. Dihydrovonblastine is particularly effective in this regard. For example, a dose of 20 mg dihydrovinblastine per mouse on the 1st, 6th and 10th day, i.e. a total dose of 60 mg, an extension of the lifespan by 173%, which result is comparable with that obtained with 1.5 mg vinblastine on the 1st, 6th
and 10th day, i.e. with a total dose of 4.5 mg per mouse. Surprisingly, however, the toxicity of dihydrovinblastine is not parallel to the tumor-inhibiting property. For example, mice easily tolerate a single dose of 90 mg dihydrovinblastine per kg, while a single dose of 5 mg vinblastine per kg already causes high mortality. The fact that the above compounds inhibit the growth of transplanted leukemia in mice is extremely interesting, since it shows how changes in the effect of the Vinca alkaloids can be achieved through minimal structural changes.
The invention also relates to the use of dihydrodesmethylvinblastine produced by the process according to the invention for producing dihydrovincristine, which is characterized in that the dihydrodesmethylvinblastine is formylated.
The free bases which can be prepared according to the invention are amorphous, low-melting solids which can easily be converted into white, crystalline acid addition salts. The acid addition salts generally have a high melting point. Acids suitable for reaction with the amine bases are, for example: hydrochloric acid, sulfuric acid, hydrobromic acid, maleic acid, tartaric acid, malic acid, phosphoric acid, succinic acid, 2,4-dinitrobenzoic acid and the like.
The dihydro compounds obtainable according to the invention can be distinguished from the starting materials by thin-layer chromatographic investigations and examination of the nuclear magnetic resonance spectra.
The distinction between dihydro compound and starting material by thin layer chromatography can be illustrated with vinblastine and dihydrovinblastine, using silica as adsorbent and 100% methanol as solvent. It was found that under these conditions vinblastine has an Rr value of 0.43, while the Rf value of dihydrovinblastine is somewhat higher and is 0.48.
During the chromatographic analysis, the substances are dabbed onto the chromatography plate in the form of acid addition salts. A drop of hexane saturated with ammonium hydroxide is added. to release the free bases which then rise to the surface of the plate in the presence of the methanolic solvent.
In the process according to the invention, the starting materials are hydrogenated advantageously at low pressure using a noble metal catalyst in an inert solvent. Finely divided palladium and platinum are particularly suitable as catalysts, but other noble metals can also be used. either in finely divided form or on carriers. Low aliphatic alcohols such as e.g. Ethanol preferred.
Example I.
5 g of vinoblastine sulfate and 3 ml of 12N hydrochloric acid were added to 200 ml of 95% methanol. The mixture was placed in a low pressure hydrogenation apparatus and hydrogenated at 2.1 atmospheres for 1.25 hours at room temperature using 2 g of palladium oxide as a catalyst. The mixture was then stripped of the catalyst by filtration and the filtrate was concentrated in vacuo and cooled. On standing, dihydrovinblastine dihydrochloride crystallized out of the reaction mixture. After recrystallization from a mixture of methylene dichloride, ethanol and ether, the compound melted with decomposition between 236 and 2420. [.s] n-6 = +320 (water; (: = 1.0).
The dihydrovinblastine dihydrochloride was converted into the corresponding sulfate by dissolving it in ethanol and adding 1% ethanolic sulfuric acid. The sulfate crystallized out of the reaction mixture after concentration and cooling. It melted with decomposition at about 2550 (after recrystallization from ethanol); Ilx],: 'i = +29.20 (water; C = 1.0).
Other acid addition salts are obtained by converting the dihydrovinblastine dihydrochloride or the sulfate into the free base and then into solution. preferably in ether. with an equivalent amount of the desired acid, also in ether, in contact. The resulting acid addition salt can be obtained either as an insoluble precipitate or by evaporating the solution to dryness in vacuo.
Example 2
A reaction mixture was prepared from 0.25 g of platinum oxide. 12 ml of 95 percent ethanol and 3 ml of glacial acetic acid; A solution of 0.45 g of amorphous vinblastine in 10 mol of a 4: 1 ethanol-glacial acetic acid solution was added to this mixture. Then 5 drops of 12N hydrochloric acid were added and the mixture was hydrogenated as described in Example 1. After the theoretical amount of hydrogen had been taken up, the catalyst was filtered off and the filter cake was carefully washed with a mixture of methanol and glacial acetic acid. The resulting filtrate and washings were combined and evaporated in vacuo. The concentrate was diluted with water and the mixture was made alkaline by adding 10 percent strength aqueous sodium hydroxide solution.
The dihydrovinblastine free base, which was insoluble in the alkaline layer, separated out and was extracted into methylene chloride.
The methylene chloride layer was separated and dried and the solvent was evaporated in vacuo. The residue containing the dihydrovinblastine was crystallized from ether; the link melted at around 198-2020.
Example 3
Five g of vinblastine sulfate were dissolved in 50 ml of water and mixed with 150 ml of ethanol containing 3 ml of 12-n. Containing hydrochloric acid, added. Then 3 g of platinum oxide were added and the mixture was hydrogenated at low pressure with shaking in hydrogen for 1.25 hours. The catalyst was filtered off and the filtrate was concentrated in vacuo to a residual volume of about 50 ml.
Ether was added until the cloudiness began, after which the solution was inoculated with authentic dihydrovinblastine dihydrochloride and allowed to cool. A first amount of 3.2 g of dihydrovinblastine dihydrochloride was obtained.
Dihydrovincristine can be obtained by hydrogenating desmethylvinblastine according to the above instructions and then formylating the dihydro desmethylvinblastine thus obtained.