Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen Azinen mit wertvollen pharmakologischen Eigenschaften.
Die erfindungsgemäss herstellbaren neuen Azine entsprechen der allgemeinen Formel I
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in welcher eines der Symbole R1 und R2 die Allyl- oder 2-Methylallylgruppe und das andere die Methyl-, Allyl- oder 2-Methylallylgruppe oder Wasserstoff,
R3 und R1 unabhängig voneinander Wasserstoff oder Methylgruppen und
X Wasserstoff oder die Hydroxylgruppe bedeutet.
In den neuen Azinen der allgemeinen Formel list definitionsgemäss mindestens einer der Reste R1 und R2 die Allyloder 2-Methylallylgruppe, der andere Rest kann dieselbe oder eine andere definitionsgemässe Gruppe, im letzteren Fall vorzugsweise den andern der vorgenannten Reste oder insbesondere die Methylgruppe bedeuten.
Die neuen Azine der allgemeinen Formel I werden erfindungsgemäss hergestellt, indem man ein Thiosemicarbazon der allgemeinen Formel II
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in welcher R1, R2 und R3 die unter der Formel angegebene Bedeutung haben, oder einen 2,5-Dithio-biharnstoff der allgemeinen Formel III
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in welcher R1 und R2 die unter der Formel I angegebene Bedeutung haben, mit der mindestens äquimolaren bzw. mindestens doppeltmolaren Menge einer Verbindung der allgemeinen Formel IV
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in welcher
R5 Wasserstoff oder eine niedere Alkylgruppe, insbesondere die Tert.-butylgruppe bedeutet, und
R4 die unter der Formel I angegebene Bedeutung hat, umsetzt und aus dem Reaktionsprodukt den Azin der allgemeinen Formel abtrennt.
Die Umsetzung von Verbindungen der allgemeinen Formel II oder III mit Verbindungen der allgemeinen Formel IV, z.B. mit Brenztraubensäure, deren Tert.-butylester oder vorzugsweise mit Glyoxylsäure oder deren Tert.-butylester, wird in einem inerten organischen Lösungsmittel, wie z.B. Chloroform, Benzol oder Toluol, bei Temperaturen zwischen ca. 60 und 140"C und nötigenfalls im geschlossenen Gefäss mit einer Reaktionsdauer von ca. 1-24 Stunden durchgeführt. Vorzugsweise erfolgt die Umsetzung bei der Siedetemperatur des eingesetzten Lösungsmittels. Die Glyoxylsäure und deren Tert.butylester können auch in Form ihrer Hydrate eingesetzt werden; in diesem Fall wird die Umsetzung, wenn erwünscht, durch die Verwendung eines Wasserabscheiders beschleunigt.
Ausgangsstoffe der allgemeinen Formeln II, III und IV sind bekannt und weitere analog zu den bekannten Verbindungen herstellbar. Bezüglich der Thiosemicarbazone der allgemeinen Formel II sei insbesondere auf die schweizerischen Patentschriften Nr. 458 358, Nr. 511 877 und Nr.
511 878, die französische Patentschrift Nr. 1 498 008 und die englische Patentschrift Nr. 1122 604 und bezüglich der 2,5 -Dithio-biharnstoffe der allgemeinen Formel III insbesondere auf die schweizerische Patentschrift Nr. 459 216 sowie auf die obengenannte französische und englische Patentschrift hingewiesen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch solche Modifikationen des oben genannten Verfahrens, bei denen man einen Ausgangsstoff unter den Reaktionsbedingungen bildet oder gegebenenfalls in Form eines Salzes verwendet.
Die Azine der allgemeinen Formel I besitzen wertvolle pharmakologische Eigenschaften. Insbesondere hemmen sie das Wachstum von Tumoren, wie im Tierversuch bei subcutaner und oraler Applikation z.B. am Walker-Carcinom der Ratte und am durch Dimethylbenzanthracen induzierten Mammacarcinom der Ratte festgestellt werden kann. Zugleich ist die Toxizität der Verbindungen der allgemeinen Formel I im Vergleich zu ihrer tumorhemmenden Wirksamkeit gering, so dass die Verbindungen der allgemeinen Formel I zur Behandlung von neoplastischen Krankheiten der Säugetiere Verwendung finden können.
Von besonderer Bedeutung sind Verbindungen der allgemeinen Formel I, in denen eines der Symbole R1 und R2 die Allyl- und vor allem die 2-Methylallylgruppe und das andere die Methylgruppe und eines der Symbole R3 und R die Methylgruppe oder Wasserstoff und das andere Wasserstoff bedeutet, wobei sich die Methylgruppe R3 und R4 vorzugsweise am gleichen Ring wie die Allylgruppe oder insbesondere die 2-Methylallylgruppe befindet. X hat auch in den bevorzugten Verbindungen die unter der allgemeinen Formel I angegebene Bedeutung, von besonderer Bedeutung sind jedoch Verbindungen, in denen X ein Wasserstoffatom bedeutet.
Besonders bevorzugt ist das 2,2'-Azin des 3-Methyl-2,4 -thiazolidindion und des 3-(2-Methylallyl)-5-hydroxy-2,4-thiazolidindion.
Die zur Behandlung von Neoplasien geeigneten täglichen Dosen von Azinen der allgemeinen Formel I liegen für Säugetiere zwischen 1 mg und 150 mg pro kg Körpergewicht und innerhalb dieses Bereiches bei parenteraler, insbesondere intramuskulärer oder subcutaner Applikation im allgemeinen niedriger als bei oraler Applikation. Die Azine der allgemeinen Formel I werden oral oder rektal vorzugsweise in Doseneinheitsformen, wie Tabletten, Dragees oder Kapseln bzw.
Suppositorien, und parenteral als Injektionslösungen angewendet. Für die Thiosemicarbazone der allgemeinen Formel II kommen dieselben Dosierungen und Applikationsformen in Betracht.
Doseneinheitsformen für die orale Anwendung enthalten als Wirkstoffe vorzugsweise zwischen 20% und 90% eines Azins der allgemeinen Formel I. Zu ihrer Herstellung vermischt man den Wirkstoff z.B. mit festen, pulverförmigen Trägerstoffen, wie Lactose, Saccharose, Sorbit, Mannit; Stärken, wie Kartoffelstärke, Maisstärke oder Amylopektin, ferner Laminariapulver oder Citruspulpenpulver; Cellulosederivaten oder Gelatine, gegebenenfalls unter Zusatz von Gleitmitteln, Magnesium- oder Calciumstearat oder Polyäthylenglykolen, und presst die Mischung zu Tabletten oder zu Dragee-Kernen.
Letztere überzieht man beispielsweise mit konzentrierten Zukkerlösungen welche z.B. noch arabischen Gummit, Talk und/ oder Titandioxid enthalten können, oder mit einem in leichtflüchtigen organischen Lösungsmitteln oder Lösungsmittelgemischen gelösten Lack. Diesen Überzügen können Farbstoffe zugefügt werden, z.B. zur Kennzeichnung verschiedener Wirkstoffdosen.
Anstelle von Doseneinheitsformen kann man auch die Azine der allgemeinen Formel I als solche in geeigneter Kristall- bzw. Partikelgrösse, z.B. gemischt mit Nahrungsmitteln, insbesondere in Form von Milch-shakes, oral verabreichen.
Als Doseneinheitsformen für die rektale Anwendung kommen z.B. Suppositorien, welche aus einer Kombination eines Azins der allgemeinen Formel I mit einer Neutralfettgrundlage bestehen, oder auch Gelatine-Rektalkapseln, welche eine Kombination des Wirkstoffes mit Polyäthylenglykolen enthalten, in Betracht.
Als parenterale Applikationsformen kommen Ampullen mit wässirgen, mittels geeigneter Lösungsvermittler und/oder Emulgatoren hergestellten Dispersionen von Azinen der allgemeinen Formel I in Betracht.
Ferner kann man Ampullen zur parenteralen, insbesondere intramuskulären, intravenösen oder subcutanen Verabreichung herstellen, die ein wasserlösliches, pharamazeutisch annehmbares Salz eines infolge der Anwesenheit eines Wasserstoffatomes als R1 oder R2 zur Salzbildung geeigneten Azins der allgemeinen Formel I in einer Konzentration von vorzugsweise 0,5-10%, gegebenenfalls zusammen mit geeigneten Stabilisierungsmitteln und Puffersubstanzen, in wässriger Lösung enthalten.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Herstellung von Azinen der allgemeinen Formel I und von bisher nicht bekannten Ausgangsstoffen. Sie sollen den Umfang der Erfindung jedoch in keiner Weise beschränken. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
Beispiel 1
1,3 g (5,0 mMol) 3-Methyl-2,4-thiazolidindion-2-[4-(2-methylallyl)-3-thiosemicarbazon] und 0,50 g (5,5 mMol) Glyoxylsäure-hydrat werden in 20 ml Chloroform gelöst und unter Rühren 2 Stunden unter Rückfluss gekocht. Das ausgefallene 2,2'-Azin des 3-Methyl-2,4-thiazolidindion und des 3-(2-Methylallyl)-5-hydroxy-2,4-thiazolidindion wird abfiltriert, nacheinander mit 10 ml Wasser, 5 ml Äthanol und 5 ml Äther gewaschen und 4 Stunden im Wasserstrahlvakuum bei 50 getrocknet. Die so erhaltene Substanz schmilzt bei 197-198".
Beispiel 2
27,2 g (0,10 Mol) 3-(2-Methylallyl)-5-methyl-2,4-thiazoli.
dindion-2-(4-methyl)-3-thiosemicarbazon und 10,1 g (0,11 Mol) Glyoxylsäurehydrat werden in 300 ml Benzol unter Rühren und Verwendung eines Wasserabscheiders 90 Minuten unter Rückfluss gekocht. Nach 15 Minuten haben sich bereits 3,5 ml Wasser abgeschieden. Anschliessend dekantiert man die heisse Reaktionslösung von einer geringen Menge einer gelben Schmiere ab und lässt sie langsam abkühlen. Das auskristallisierte 2,2'-Azin des 3-(2-Methylallyl)-5-methyl-2,4 -thiazolidindion und des 3-Methyl-5-hydroxy-2,4-thiazolidindion wird abgenuscht, mit 100 ml Äther nachgewaschen und 4 Stunden im Wasserstrahlvakuum bei 50 getrocknet, Smp.
147-148".
Das gesamte Filtrat wird zweimal mitje 50 ml Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft.
Das zurückbleibende, schwach gelbliche, dickflüssige Ö1(15 g) wird an 450 g Silicagel chromatographiert. Die ersten Ätherfraktionen eluieren 2,2'-Azin des 3-(2-Methylallyl)-5-methyl -2,4-thiazolidindion und des 3-Methyl-5-hydroxy-2,4-thiazoli- dindion, dann folgen einige Mischfraktionen und die späten Ätherfraktionen eluieren das 1 -[(3- < 2-Methylallyl > -4oxo-5- -methyl-2-thiazolidinyliden)-amino]-3-methyl-5-hydroxy-2- -thiohydantoin vom Smp. 136-139".
Beispiel 3
2,04 g (10 mMol) l-Allyl-ömethyl-2,5-dithiobiharnstoff und 3,25 g (25 mMol) Glyoxylsäure-tert.-butylester werden in 50 ml Benzol unter Rühren 3 Stunden unter Rückfluss gekocht. Nach dem Abkühlen wird das ausgefallene 2,2'-Azin des 3-Methyl-5-hydroxy-2,4-thiazolidindion und des 3-(2-Me thylallyl)-5-hydroxy-2,4-thiazolidindion abfiltriert und mit Benzol nachgewaschen. Nach Umkristallisation aus Isopropanol-Chloroform schmilzt die Substanz bei 200-203".
Beispiel 4
2,18 g (0,010 Mol) I-Methyl-6-(2-methylallyl)-2,5-dithiobiharnstoff und 2,03 g (0,022 Mol) Glyoxylsäurehydrat werden in 100 ml abs. Benzol unter Rühren 2 Stunden mit aufgesetztem Wasserabscheider unter Rückfluss gekocht. Nach dem Abkühlen wird das ausgefallene 2,2'-Azin des 3-Methyl.5.
-hydroxy-2,4-thiazolidindion und des 3-(2-Methylallyl).5.hy- droxy-2,4-thiazolidindion abfiltriert und mit Benzol nachgewaschen. Nach Umkristallisation aus Isopropanol-Chloroform schmilzt die Substanz bei 200-203".
In analoger Weise werden erhalten: ausgehend von 2,04 g (0,010 Mol) I-Allyl-6-methyl-2,5 -dithiobiharnstoff das 2,2'-Azin des 3-Methyl-5-hydroxy-2,4 -thiazolidindion und des 3-Allyl-5-hydroxy-2,4-thiazolidin- dion, Smp. 170-171".
ausgehend von 2,58 g (0,010 Mol) 1,6-Bis-(2-methylallyl)- -2,5-dithiobiharnstoff das 2,2'-Azin des 3-(2-Methylallyl)-5 -hydroxy-2,4-thiazolidindion, Smp. 210-212".
The present invention relates to a process for the preparation of new azines with valuable pharmacological properties.
The novel azines which can be prepared according to the invention correspond to the general formula I.
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in which one of the symbols R1 and R2 is the allyl or 2-methylallyl group and the other is the methyl, allyl or 2-methylallyl group or hydrogen,
R3 and R1 independently of one another are hydrogen or methyl groups and
X is hydrogen or the hydroxyl group.
In the new azines of the general formula I, at least one of the radicals R1 and R2 is defined as the allyl or 2-methylallyl group, the other radical can be the same or a different defined group, in the latter case preferably the other of the aforementioned radicals or in particular the methyl group.
The new azines of the general formula I are prepared according to the invention by adding a thiosemicarbazone of the general formula II
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in which R1, R2 and R3 have the meaning given under the formula, or a 2,5-dithiobiurea of the general formula III
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in which R1 and R2 have the meaning given under the formula I, with the at least equimolar or at least double molar amount of a compound of the general formula IV
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in which
R5 denotes hydrogen or a lower alkyl group, in particular the tert-butyl group, and
R4 has the meaning given under formula I, converts it and separates the azine of the general formula from the reaction product.
The reaction of compounds of general formula II or III with compounds of general formula IV, e.g. with pyruvic acid, its tert-butyl ester or preferably with glyoxylic acid or its tert-butyl ester, in an inert organic solvent, such as e.g. Chloroform, benzene or toluene, carried out at temperatures between about 60 and 140 ° C. and, if necessary, in a closed vessel with a reaction time of about 1-24 hours. The reaction is preferably carried out at the boiling point of the solvent used. The glyoxylic acid and its tert. Butyl esters can also be used in the form of their hydrates, in which case the reaction can be accelerated by the use of a water separator, if desired.
Starting materials of the general formulas II, III and IV are known and others can be prepared analogously to the known compounds. With regard to the thiosemicarbazones of the general formula II, reference should be made in particular to Swiss patents No. 458 358, No. 511 877 and No.
511 878, the French patent specification No. 1 498 008 and the English patent specification No. 1122 604 and with regard to the 2,5-dithio-biureas of the general formula III in particular to the Swiss patent specification No. 459 216 and to the above-mentioned French and English patents pointed out.
The present invention also relates to modifications of the abovementioned process in which a starting material is formed under the reaction conditions or, if appropriate, used in the form of a salt.
The azines of the general formula I have valuable pharmacological properties. In particular, they inhibit the growth of tumors, as in animal experiments with subcutaneous and oral administration, e.g. in Walker's carcinoma in rats and in mammary carcinoma in rats induced by dimethylbenzanthracene. At the same time, the toxicity of the compounds of general formula I is low compared to their tumor-inhibiting activity, so that the compounds of general formula I can be used for the treatment of neoplastic diseases in mammals.
Of particular importance are compounds of the general formula I in which one of the symbols R1 and R2 is the allyl and especially the 2-methylallyl group and the other is the methyl group and one of the symbols R3 and R is the methyl group or hydrogen and the other is hydrogen, where the methyl groups R3 and R4 are preferably on the same ring as the allyl group or in particular the 2-methylallyl group. In the preferred compounds, X has the meaning given under general formula I, but compounds in which X is a hydrogen atom are of particular importance.
The 2,2'-azine of 3-methyl-2,4-thiazolidinedione and of 3- (2-methylallyl) -5-hydroxy-2,4-thiazolidinedione is particularly preferred.
The daily doses of azines of the general formula I suitable for the treatment of neoplasms are between 1 mg and 150 mg per kg of body weight for mammals and, within this range, are generally lower for parenteral, especially intramuscular or subcutaneous administration than for oral administration. The azines of the general formula I are administered orally or rectally, preferably in unit dosage forms, such as tablets, coated tablets or capsules or
Suppositories, and applied parenterally as injection solutions. The same dosages and administration forms can be used for the thiosemicarbazones of the general formula II.
Unit dosage forms for oral use contain as active ingredients preferably between 20% and 90% of an azine of the general formula I. To prepare them, the active ingredient is mixed, e.g. with solid, powdery carriers such as lactose, sucrose, sorbitol, mannitol; Starches, such as potato starch, corn starch or amylopectin, also laminaria powder or citrus pulp powder; Cellulose derivatives or gelatine, optionally with the addition of lubricants, magnesium or calcium stearate or polyethylene glycols, and the mixture is pressed into tablets or coated tablets.
The latter is coated, for example, with concentrated sugar solutions which e.g. Arabic gum, talc and / or titanium dioxide, or with a paint dissolved in volatile organic solvents or solvent mixtures. Dyes can be added to these coatings, e.g. for labeling different doses of active ingredients.
Instead of unit dose forms, the azines of the general formula I can also be used as such in a suitable crystal or particle size, e.g. Administer orally mixed with food, especially in the form of milk shakes.
Unit forms for rectal use are e.g. Suppositories which consist of a combination of an azine of the general formula I with a neutral fat base, or gelatine rectal capsules which contain a combination of the active ingredient with polyethylene glycols, are possible.
Suitable parenteral forms of administration are ampoules with aqueous dispersions of azines of the general formula I prepared by means of suitable solubilizers and / or emulsifiers.
Furthermore, ampoules for parenteral, in particular intramuscular, intravenous or subcutaneous administration can be produced which contain a water-soluble, pharmaceutically acceptable salt of an azine of the general formula I which is suitable for salt formation as a result of the presence of a hydrogen atom as R1 or R2 in a concentration of preferably 0.5- 10%, if necessary together with suitable stabilizers and buffer substances, in aqueous solution.
The following examples explain the preparation of azines of the general formula I and of previously unknown starting materials. However, they are not intended to limit the scope of the invention in any way. The temperatures are given in degrees Celsius.
example 1
1.3 g (5.0 mmol) of 3-methyl-2,4-thiazolidinedione-2- [4- (2-methylallyl) -3-thiosemicarbazone] and 0.50 g (5.5 mmol) of glyoxylic acid hydrate are added dissolved in 20 ml of chloroform and refluxed with stirring for 2 hours. The precipitated 2,2'-azine of 3-methyl-2,4-thiazolidinedione and 3- (2-methylallyl) -5-hydroxy-2,4-thiazolidinedione is filtered off, successively with 10 ml of water, 5 ml of ethanol and Washed 5 ml of ether and dried at 50 for 4 hours in a water jet vacuum. The substance thus obtained melts at 197-198 ".
Example 2
27.2 g (0.10 moles) of 3- (2-methylallyl) -5-methyl-2,4-thiazoli.
dindione-2- (4-methyl) -3-thiosemicarbazone and 10.1 g (0.11 mol) of glyoxylic acid hydrate are refluxed for 90 minutes in 300 ml of benzene while stirring and using a water separator. After 15 minutes, 3.5 ml of water have already separated out. The hot reaction solution is then decanted from a small amount of a yellow smear and allowed to cool slowly. The 2,2'-azine of 3- (2-methylallyl) -5-methyl-2,4-thiazolidinedione and 3-methyl-5-hydroxy-2,4-thiazolidinedione which has crystallized out is consumed, washed with 100 ml of ether and Dried for 4 hours in a water jet vacuum at 50, mp.
147-148 ".
The entire filtrate is washed twice with 50 ml of water each time, dried over sodium sulfate and evaporated.
The pale yellowish, viscous oil (15 g) that remains is chromatographed on 450 g of silica gel. The first ether fractions elute 2,2'-azine of 3- (2-methylallyl) -5-methyl -2,4-thiazolidinedione and 3-methyl-5-hydroxy-2,4-thiazolidinedione, then some mixed fractions follow and the late ether fractions elute the 1 - [(3- <2-methylallyl> -4oxo-5-methyl-2-thiazolidinylidene) -amino] -3-methyl-5-hydroxy-2-thiohydantoin of m.p. 136- 139 ".
Example 3
2.04 g (10 mmol) of 1-allyl-o-methyl-2,5-dithiobiurea and 3.25 g (25 mmol) of tert-butyl glyoxylate are refluxed in 50 ml of benzene with stirring for 3 hours. After cooling, the precipitated 2,2'-azine of 3-methyl-5-hydroxy-2,4-thiazolidinedione and 3- (2-methylallyl) -5-hydroxy-2,4-thiazolidinedione is filtered off and mixed with benzene rewashed. After recrystallization from isopropanol-chloroform, the substance melts at 200-203 ".
Example 4
2.18 g (0.010 mol) of I-methyl-6- (2-methylallyl) -2,5-dithiobiurea and 2.03 g (0.022 mol) of glyoxylic acid hydrate are dissolved in 100 ml of abs. Benzene boiled under reflux with stirring for 2 hours with attached water separator. After cooling, the precipitated 2,2'-azine of 3-methyl.5.
-hydroxy-2,4-thiazolidinedione and 3- (2-methylallyl) .5.hydroxy-2,4-thiazolidinedione filtered off and washed with benzene. After recrystallization from isopropanol-chloroform, the substance melts at 200-203 ".
The following are obtained in an analogous manner: starting from 2.04 g (0.010 mol) of I-allyl-6-methyl-2,5-dithiobiurea, the 2,2'-azine of 3-methyl-5-hydroxy-2,4-thiazolidinedione and des 3-allyl-5-hydroxy-2,4-thiazolidinedione, m.p. 170-171 ".
starting from 2.58 g (0.010 mol) of 1,6-bis (2-methylallyl) -2,5-dithiobiurea the 2,2'-azine of 3- (2-methylallyl) -5-hydroxy-2, 4-thiazolidinedione, m.p. 210-212 ".