CH615198A5

CH615198A5 - Process for the preparation of daunomycin

Info

Publication number: CH615198A5
Application number: CH352975A
Authority: CH
Inventors: Federico Arcamone; Aurelio Di Marco; Sergio Penco
Original assignee: Farmaceutici Italia
Priority date: 1974-03-20
Filing date: 1975-03-19
Publication date: 1980-01-15
Also published as: CA1046508A; AU7919775A; SE7503084A; DE2510926C3; JPS50126657A; GB1457559A; ZA751687B; NL7503079A; NL176636C; BE826848A; SE434843B; FR2264554B1; ATA202875A; AT338419B; NL176636B; DK146541B; JPS5833880B2; SU589926A3; DE2510926B2; DK109275A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren zur chemischen Synthese von Daunomycin und dessen yS-Anomer, der 4'-epi-Daunomycinmischung von a- und ß-Anomer, sowie jedes einzelnen Anomers.

Daunomycin und Daunomycinon sind in der GB-PS 35 1033 383 beschrieben und beansprucht.

Der vollständige Name von 4'-epi-Daunomycin-a-anomer ist 7-0-(3'-Amino-2',3',6'-trideoxy-a-L-arabinohexopyran-osyl)-daunomycinon.

Der vollständige Name von 4'-epi-Daunomycin-/?-anomer 40 ist 7-0-(3'-Amino-2',3',6'-trideoxy-/?-L-arabinohexopyrano-syl)-daunomycinon.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Daunomycin und von 4'-epi-Daunomycin sowie den entsprechenden /Î-Anomeren ist dadurch gekennzeichnet, dass Dau- 45 nomycinon mit l-Chlor-2,3,6-trideoxy-3-trifluoracetamido-4-trifluoracetoxy-a-L-lyxohexopyranose oder l-Chlor-2,3,6-tri-deoxy-3-trifluoracetamido-4-trifluoracetoxy-a-L-arabinohexo-pyranose in einem organischen Lösungsmittel in Anwesenheit eines Quecksilbersalzes als Katalysator und eines Chlorwasserstoffakzeptors umsetzt und danach die Trifluoracetylschutzgruppen in den gebildeten Glycosidverbindungen entfernt und die a- und /J-Anomere getrennt werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann wie folgt wiedergegeben werden:

Daunomycinon der Formel

NH

CO

I

CF

unter Bildung der entsprechenden Glycoside, aus denen die Trifluoracetylschutzgruppen entfernt und die a- und ß-Ano-mere getrennt werden, so dass die pharmakologisch aktiven Glycoside der folgenden Formeln erhalten werden

Q OH COCHs

CHsO O OH

50

55

ÖH

(IV)

(Daunomycin),

NHa

Q OH COCHs

ÖH

(I)

CHsO O OH \

ÒH

wird kondensiert mit l-Chlor-2,3,6-trideoxy-3-trifluoracet-

60

65

CHsO O

COCHs

ÖH

(V),

/2-Anomeres von Daunomycin (IV)

3

615198

O OH

COCHs

OH

(VI) und

4'-epi-Daunomycin

COCHs

OH

CHsOO OH |

O

NHs I

O

HO

10

15

20

(VII)

/S-Anomeres von (VI)

25

30

Die N-Trifluoracetylschutzgruppen in den Verbindungen II und III können durch milde alkalische Behandlung zufriedenstellend entfernt werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird bevorzugt angewendet auf die Ausgangsprodukte l-Chlor-2,3,6-trideoxy-3- 35 trifluoracetamido-4-trifluoracetoxy-L-lyxohexopyranoseund l-Chlor-2,3,6-trideoxy-3-trifluoracetamido-4-trifluoracetoxy-L-arabinohexopyranose, die erhalten werden durch Umsetzung von 2,3,6-Trideoxy-3-amino-L-lyxo-hexopyranose oder 2,3,6-Trideoxy-3-amino-L-arabinohexopyranose bei 0° C mit 40 Trifluoressigsäureanhydrid unter Bildung der neuen Tri-tri-fluoracylderivate, welche nach Behandlung mit wasserfreiem Chlorwasserstoffgas bei 0° C l-Chlor-2,3,6-trideoxy-3-tri-fluoracetamido-4-trifluoracetoxy-L-lyxoh*exopyranose und 1-Chlor-2,3,6-trideoxy-3-trifluor-acetamido-4-trifluoracetoxy- 45 L-arabinohexopyranose ergeben.

Die 1-Chlorhexosen sind stabile feste Verbindungen, die mehrere Tage unter wasserfreien Bedingungen gelagert werden können.

Was geeignete Reaktionsbedingungen für die Synthese 50 der Glycosidbindung betrifft, ermöglicht die wohlbekannte Koenigs-Knorr-Reaktion (J. Conchie, G. A. Lewy und C. A. Marsh, Advances in Carbohydrate Chemistry, 1957,12,157) einen Breich unterschiedlicher Bedingungen, die Modifikationen des Lösungsmittels, der Temperatur, des Katalysators, so- 55 wie des Chlorwasserstoffakzeptors einschliessen. Die Modifikationen sind deshalb wichtig, weil gewöhnlich ein Optimum an Einzelbedingungen notwendig ist, um eine annehmbare Reaktionsgeschwindigkeit zu erzielen.

Die Anwendung von Standardbedingungen auf die 1-Ha- 60 logenderivate der 1-Deoxyzucker führt zu den entsprechenden Glycalen (Zorbach et al., siehe oben).

Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung näher erläutern, ohne dass dieses jedoch hierauf beschränkt sein soll.

Beispiel 1

1 g Hydrochlorid von Daunosamin (II) wird im wasser65

freien Diäthyläther suspendiert und bei 0° C mit 8 ml Trifluoressigsäureanhydrid behandelt. Nach Stehenlassen während 2 Stunden bei 0° C und 1 Stunde bei Raumtemperatur wird das Lösungsmittel bei vermindertem Druck entfernt und der Rückstand aus Dichlormethan kristallisiert, wobei 1,1 g Tri-trifluoracetyldaunosamin erhalten werden, Fp. 132 bis 134° C, Massespektrum m/e 391 (M-44), 322 (M-113). 0,5 g dieses Produktes werden in wasserfreiem Diäthyläther bei 0° Celsius mit wasserfreiem Chlorwassérstoffgas behandelt. Nach Stehenlassen über Nacht bei 5° C wird das Lösungsmittel im Vakuum entfernt, wobei l-Chlor-N,0-di-trifluoracetyldaunos-amin als öliges Produkt erhalten wird (es kann auch 1-Chlor-2,3,6-trideoxy-3-trifluoracetamido-4-trifluoracetoxy-L-lyxo-hexopyranose genannt werden).

NMR (CDCls): 1,22 ô (Duplett, J=6,5 Hz, 3H, CHS),

2,05 bis 2,70 ó (Multiplett, 2H, C(2)H2), 4,46 ô (Duplett-Quartet, J=6,5 Hz und J<lHz, 1H, C(5)H),

4,60 bis 5,10 Ò (Multiplett, 1H, C(3)H), 5,37 ò (C, Wh = 6,0 Hz, 1H, C(4)H), 6,29 <5 (Multiplett, Wh ö 6,5 Hz, 1H, C(l)H) und

6,37 <5 (breites Singlett, IH, NH).

300 mg (0,75 mMol) fein pulverisiertes Daunomycinon (I) werden in 75 ml wasserfreiem Chloroform gelöst und mit 600 mg Quecksilberoxyd, 150 ml Quecksilberbromid und einem Molekularsieb (3Â, Merck) behandelt.

Die Suspension wird 1 Stunde lang gerührt, worauf 600 mg l-Chlor-N,0-trifluoracetyldaunòsamin zugesetzt werden. Die Mischung wird 64 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt und dann filtriert. Die Lösung wird im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wird in 200 ml Methanol aufgenommen und 15 Minuten lang am Rückfluss erhitzt. Der Rückstand, der nach Entfernung des Lösungsmittels verbleibt, wird auf einer Kieselsäuresäule unter Verwendung einer Mischung von Chloroform:Benzol:Methanol 100:20:3 (bezogen auf das Volumen) als Eluierungsmittel chromatographiert.

Ausser nichtumgesetztem Daunomycinon werden 220 mg N-Trifluoracetyldaunomycin, Fp. 169 bis 171° C (nach Umkristallisieren aus Tetrahydrofuran und Hexan) und 20 mg N-Trifluoracetyldaunomycin (^-Isomer), Fp. 138 bis 140° C, [a] j^° + 440° (c = 0,1 in Chloroform) erhalten.

0,20 g N-Trifluoracetyldaunomycin werden in 20 ml 0,1N wässrigem Natriumhydroxyd gelöst. Die erhaltene Lösung wird nach 30 Minuten Stehenlassen bei Raumtemperatur mit 0,1N wässrigem Chlorwasserstoff behandelt, um den pH-Wert auf 8,6 zu bringen, und wiederholt mit Chloroform extrahiert.

Die Extrakte werden über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, auf ein kleines Volumen eingeengt und mit 0,1N methanolischem Chlorwasserstoff auf einen pH-Wert von 4,5 angesäuert, um die Kristallisation von Daunomycinhydro-chlorid zu ermöglichen. Dieses ist in jeder Hinsicht mit dem durch Fermentation erhaltenen Produkt (siehe F. Arcamone et al., Gazzetta Chimica Italiana, 1970,100, 949) identisch.

Die Ausbeute ist praktisch quantitativ.

Beispiel 2

1 g 2,3,6-Trideoxy-3-trifluoracetamido-L-arabinohexose wird in 20 ml wasserfreiem Diäthyläther suspendiert und bei 0° C mit Trifluoressigsäureanhydrid behandelt. Die Mischung wird weiter, wie im Beispiel 1 beschrieben, behandelt, wobei eine quantitative Ausbeute an 2,3,6-Trideoxy-N,0-di-trifluor-acetyl-L-arabinohexopyranosylchlorid erhalten wird. NMR (CDCls): 1,30 ô (Duplett, J=6,0 Hz, 3H, CHS),

2,25 bis 2,80 Ò (Multiplett, 2H, C(2)H2), 4,20 bis 4,65 <5 (Multiplett, 1H, C(5)H),

615198

4

4,65 bis 5,15 ô (Multiplett, 2H, C(3) H und C(4)H),

6,25 Ô (Multiplett, Wh=6,0 Hz, 1H, C(l)H) und

6,45 ô (breites Single«, IH, NH).

Eine Lösung von 0,5 g Daunomycinon in wasserfreiem Chloroform wird mit 1 g Quecksilberoxyd, 0,25 g Quecksilberbromid und 10 g Molekularsieb (3Â, Merck) sowie 0,'5. g 2,3,6-Trideoxy-N-O-di-trifluoracetyI-L-arabinohexopyranosyl-Chlorid behandelt. Die Mischung wird 24 Stunden lang gerührt, die Feststoffe werden abfiltriert und es wird im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wird in Methanol aufge- -nommen, 15 Minuten lang am Rückflüss gehalten, zur Trok-kene eingedampft und auf einer Kieselsäuresäule, unter Verwendung einer Mischung von Chloroform:Benzol:Methanol 10:20:3 als Eluierungsmittel chromatographiert. Das Hauptprodukt, das erhalten wird, ist eine Mischung im Verhältnis von 70:30 a- und /3-7-0-(N-Trifluoracetyl-4'-epi-daunosamin-yl)-daunomycinon (Ausbeute nach Kristallisation aus Chloroform 0,3 g). Dieses Material wird nach Behandeln mit 0,1N Natriumhydroxyd, wie oben beschrieben, quantitativ in eine Mischung der entsprechenden a- und /3-Glycoside in Form freier Basen übergeführt. Das Produkt wird durch Silikagel-chromatographie unter Verwendung eines Lösungsmittelsystems aus Chloroform:Methanol:Wasser 135:20:2 (bezogen . auf das Volumen) als Eluierungsmittel in die a- und ß-Ano-meren getrennt. Es werden 0,16 g .«-Anoxner (4'-epi-Dauno-mycin (VI))'M 23° + 32o° (c=0,045 in Methanol), Fp. 199

bis 201° C, und 0,06 g /j-Anomer (VII), Fp. 182 bis 184° C erhalten.

Verbin

Dosis

Mykotischer. Index

Koloniezählungen dung

Ottg/ml)

2 Std. 4 Std.

8 Std.

2 Std. 8 Std. 24 Std.

0,025

226*

100

117

113 88 48

5 VI

0,05

189*

103

122

115 56 23

0,1

79

140

0

77 23 3

IDso

0,16 0,056 0,027

0,25

137

103

85

108 86 70

ltf VII ■

0,5

95

67

88

101 37 18

1

52

40

0

98 17 6

IDS0

>1 0,47 0,33

. Dauno-

15 myein

IDso

0,098 0,036 0,021

: metaphasischer Block

20"

Tabelle 2

Wirkung der Verbindungen (VI) und (VII) auf die Foci-Bildung und auf die Zellproliferation in kultivierten Mäuse-fibroblasten, die mit dem Moloney-Sarkom-Virus infiziert 25" waren (3tägige Behandlung).

Biologische Wirksamkeit der Verbindungen (VI) (4'-epi-Daunomycin) und (VII) <4'-epi-Däunomycin, /J-Anomer)

Die Verbindungen (VI) und (VII) zeigen hervorragende biologische Eigenschaften als starke Inhibitoren von Zellmitose und proliferative Wirksamkeit in Kulturzellen in vitro. Sie zeigen auch ëine wesentliche Wirksamkeit auf durch onkogene Viren induzierte ZeÙtransfôrmationen. Sie besitzen bei Mäusen eine Antitumorwirksamkeit, wie durch eine Zunähme 45 der mittleren Überlebenszeit bei niehttoxischenDöseö bei Tieren, die eine Anzahl von experimentellen Tumoren aufwiesen; gezeigt (Tabellen 1 bis 4).

Die cardiotoxische in-vitro-Aktivität der Verbindung (VI) ist sehr gering (niedriger als jene von Daunomycin), wie aus ' so dem folgenden Versuch hervorgeht.

Das Verfahren besteht in der Kultivierung einzelner Herzzellen, die durch Tripsinisierung vom Herzen neugeborener Mäuse isoliert wurden. Nach 3 bis 4 Tagen konnten die Kulturen, die Anhäufung schlagendet Zellen zeigten, sowohl vom 55 Gesichtspunkt der Frequenz als auch des Rhythmus studiert werden (Necco A., Dasdia T. IRCS, 2: 1293,1974).

Verbin

Dosis

Foci-Bildung

Zellproliferation

B/A

dung

Cug/ml)

(°/o

ID50

(%

IDso

Kon

(/.tg/ml)

Kon

(«g/ml)

30

trollen)

(A)

trollen)

(B) .

0,0062

51

75

VI

0,025

0

0,006

23

0,013

2,1

.0,1

0

14

35

0,4 .

0

1

0,0062

.48

87

VII

0,025

44

0,01

80

0,064

6,4

0,1,

5

28

40

0,4

.0

14

Dauno

mycin

0,006

0,0086

1,4

Tabelle 3

Wirkung der Verbindungen (VI) und (VII) auf die mittlere Überlebenszeit und auf die Anzahl der Überlebenden bei weiblichen Mäusen (Swiss CDI), denen intraperitoneal Sarkom 180-Bauchwassersucht (1 X 10® Zellen/Maus) eingeführt worden war. Die Verbindungen wurden an dem der Transplantation des Tumors folgenden Tag verabreicht.

60

Tabelle 1

Wirkung der Verbindungen (VI) und (VII) auf den mykotischen Index und proliferative Wirksamkeit von kultivierten HeLa-Zellen bei verschiedenen Expositionszeiträumen.

Die Ergebnisse sind als Prozentsatz unbehandelter Kontrollen ausgedrückt.

65

Verbin

Dosis mittlere

Anzahl der dung

(mg/kg)

Überlebenszeit

Überlebenden

(0/0 Kontrollen)

am 60. Tag

0,22

111,1

1/10

VI

1,1

120,8

1/10

• 5'7

174,5

0/10

0,26

96,6

0/10

VII

1,3

114,8

1/10

6,7

118,6

1/10

6/10 Tiere starben als Folge von Drogentoxizität

Tabelle 4

Wirkung der Verbindungen (VI) und (VII) auf verpflanzbare Gross-Leukämie. Mittlere Überlebenszeit von CsH weiblichen Mäusen, die intravenös mit einer Suspension von leukämischen Lymphknoten und Milz geimpft worden waren (2,5 X 106 Zellen/Maus). Die Verbindungen wurden einmal täglich während 5 Tagen, beginnend mit dem der Transplantation des Tumors folgenden Tag, verabreicht.

615198

Verbindung tägliche mittlere

Dosis

Überlebenszeit

(mg/kg)

(% Kontrollen)

1,5

115

2,25

143

VI

3

162

3,75

122

4,5

120

1,5

106

VII

2,25

102

3

121

M

Claims

615198

2

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung von Daunomycin und von 4'-epi-Daunomycin sowie den entsprechenden /Î-Anomeren, dadurch gekennzeichnet, dass Daunomycinon mit 1-Chlor 2,3,6-trideoxy-3-trifluoracetamido-4-trifluor-acetoxy-a-L- 5 lyxohexopyranose oder l-Chlor-2,3,6-trideoxy-3-trifluoracet-amido-4-trifluoracetoxy-a-L-arabinohexopyranose in einem organischen Lösungsmittel in Anwesenheit eines Quecksilbersalzes als Katalysator und eines Chlorwasserstoffakzeptors umgesetzt und danach die Trifluoracetylschutzgruppen in den 10 gebildeten Glycosidverbindungen entfernt und die a- und ß-Anomere getrennt werden.
2. Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch 1 auf Ausgangsprodukte l-Chlor-2,3,6-trideoxy-3-trifluoracetamido-4-trifluoracetoxy-L-lyxohexopyranose und l-Chlor-2,3,6-tri-deoxy-3-trifluoracetamido-4-trifluoracetoxy-L-arabinohexo-pyranose, die erhalten werden durch Umsetzung von 2,3,6-Trideoxy-3-amino-L-lyxo-hexopyranose oder 2,3,6-Trideoxy-3-amino-L-arabineohexopyranose bei 0° C mit Trifluoressig-säureanhydrid unter Bildung der neuen Tri-trifluoracetyl-derivate, welche nach Behandlung mit wasserfreiem Chlorwasserstoffgas bei 0° C l-Chlor-2,3,6-trideoxy-3-trifluoracet-amido-4-trifluoracetoxy-L-lyxohexopyranose und 1-Chlor-2,3,6-trideoxy-3-trifluor-acetamido-4-trifluoracetoxy-L-arabi-nohexopyranose ergeben. 25

amido-4-trifluor-acetoxy-a-L-lyxohexopyranose der Formel II

(II)

CO IjîH

CFs CO I

CFs

15 oder mit l-Chlor-2,3,6-trideoxy-3-trifIuoracetamido-4-trifluor-acetoxy-a-L-arabinohexopyranose der Formel III

20

(III)

30