CH618983A5 - - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstel- . ^'e erfindungsgemäss herstellbare Vinblastinsäure weist lung von neuer Vinblastinsäure sowie von pharmazeutisch die folgende Formel I auf annehmbaren Salzen davon.

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Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung der Vinblastinsäure ist dadurch gekennzeichnet, dass man in 4-Desace-tylvinblastinsäure der Formel

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CH2-CH3

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C-O-H

Cl-b in 4-Stellung die Acetylgruppe einführt und gegebenenfalls leukoblastin (Vinblastin) (US-PS 3 097 137) Leurosidin (Vinrosi-

erhaltene Verbindungen in pharmazeutisch annehmbare Salze b0 din) und Leurocristin (Vincristin) (US-PS 3 205 220). Zwei die-

überführt. ser Alkaloide, nämlich Vinblastin und Leurocristin, befinden

Die erfindungsgemässe Acetylierung wird vorzugsweise in sich als Heilmittel zur Behandlung von Malignitäten, insbeson-

Gegenwart von Pyridin vorgenommen. dere Leukämien und damit verwandten Krankheiten beim

Menschen, auf dem Markt. Von diesen Handelsprodukten ist

Es zeigte sich, dass mehrere in der Natur vorkommende 65 Leurocristin eines der wirksamsten und besten Mittel zur

Alkaloide, die aus Vinca rosea erhältlich sind, Wirkstoffe zur Behandlung von Leukämien, diese Verbindung stellt jedoch

Behandlung experimenteller Malignitäten bei Tieren sind. Zu gleichzeitig auch diejenige dar, die bei den antineoplastischen solchen Alkaloiden gehören Leurosin (US-PS 3 370 057), Vinca- Alkaloiden von Vinca rosea die Seltenste ist.

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Chemische Modifikationen der Vincaalkaloide sind nur begrenzt möglich. Als erstes ist hierzu zu bemerken, dass die vorliegenden Molekülstrukturen äusserst komplexer Art sind und sich chemische Reaktionen, die eine spezifische Funktion des Moleküls beeinflussen, nur schwer entwickeln lassen. Fer- 5 ner wird darauf hingewiesen, dass aus Vinca-rosea-Fraktionen auch bereits Alkaloide gewonnen wurden, denen die gewünschten chemotherapeutischen Eigenschaften fehlen, und eine Strukturbestimmung dieser Alkaloide den Schluss erbrachte,

dass diese Verbindungen mit den aktiven Alkaloiden eng ver- i o wandt sind. Die antineoplastische Wirksamkeit scheint daher auf sehr spezielle Strukturen beschränkt zu sein, so dass die Chance des Erhalts wirksamerer Heilmittel durch Modifikation dieser Strukturen entsprechend gering sein dürfte. Eine erfolgreiche Modifikation der physiologisch wirksamen Alkaloide 15 war die Herstellung von Dihydrovinblastin (US-PS 3 352 868) und der Ersatz der Acetylgruppe in Stellung C4 (bezüglich der Bezifferung der einzelnen Kohlenstoffatome und somit auch des Kohlenstoffatoms Nr. 4 des Vinblastinringsystems wird auf die eingangs erwähnte Formel I verwiesen) durch höhere Alka- 20 noylgruppen oder durch damit nicht verwandte Acylgruppen (US-PS 3 392173). Einige dieser Derivate verlängern auch das Leben von Mäusen, die man mit P1534-Leukämie inokuliert hat. Eines der Derivate von Vinblastin, bei dem die in Stellung 4 befindliche Acetylgruppe durch eine Chloracetylgruppe 25 ersetzt ist, eignet sich ferner als Zwischenprodukt zur Herstellung strukturell modifizierter Vinblastinverbindungen, bei denen die in Stellung 4 befindliche Acetylgruppe von Vinblastin durch eine N,N-Dialkylglycylgruppe ersetzt ist (US-PS 3 387 001). Während der chemischen Reaktionen zu den letztgenannten Derivaten entstand als Zwischenprodukt auch 4-Desacetylvinblastin. Dieses Zwischenprodukt, das anstelle der in Stellung 4 befindlichen Acylgruppe eine nichtveresterte Hydroxygruppe aufweist, wurde in Lloydia 27,340 (1964) als toxisches Material bezeichnet, das bei der mit P1534-Leukämie infizierten Maus in vivo nur gering chemotherapeutisch wirksam ist. In dieser Veröffentlichung wird auch Desacetylvinbla-stincarbonsäure beschrieben, nämlich ein Vinblastin, dessen in Stellung 3 befindliche Methylestergruppe durch eine Carboxyl-gruppe ersetzt ist und das in Stellung 4 anstelle der Acetoxy-gruppe eine Hydroxygruppe aufweist.

In Tetrahedron Letters 1968,783-787 ist die Bildung von Deoxyvinblastin, das in Stellung 4' keine Hydroxygruppe enthält, und Derivaten hiervon, die am Kohlenstoffatom 18' keine Carbomethoxygruppe enthalten, beschrieben.

Neue C-3-Amide von Vinblastin wurden von Sweeney, Culli-nan, Poore und Gerzon am 65th Annual Meeting of the American Association for Cancer Research in Houston, Texas, 27. bis 30. März 1974 (Proceedings, Abstract 146) beschrieben.

Die erfindungsgemäss herstellbare Verbindung sowie auch die verwendete Ausgangsverbindung werden durch die nachfolgende allgemeine Formel umfasst:

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L 1 l'N""

(i)

JCH / 3

é-^O-R'

C-O-R''

II

0

Vinblastin ist eine Verbindung, bei der das C-Atom 1 durch Das Vincristin unterscheidet sich vom Vinblastin lediglich

Methyl substituiert ist, sich am C-Atom 3 ein Methylcarboxylat- durch den am Kohlenstoffatom C-l befindlichen Substituenten,

Substituent und am C-Atom 4 eine Acetoxygruppe befindet; wo beim Vincristin dieser am Kohlenstoffatom 1 enthaltene R' ' ' steht für Hydroxyl und R" " für Äthyl. 6s Substituent Formyl ist.

Leurosin und Vinblastin sind Stereoisomere, die sich ledig- Die neue erfindungsgemäss herstellbare Verbindung Vin-

lich in der Orientierung der am Kohlenstoffatom 4' befindli- blastincarbonsäure ist eine Verbindung der Formel I, bei der R

chen Äthyl- und Hydroxygruppen unterscheiden. für Methyl steht, R' Acetyl bedeutet, R' ' Wasserstoff darstellt,

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30

R' ' ' für Hydroxy steht und R" " Äthyl ist.

Leurosidincarbonsäure ist eine Verbindung der Formel I, bei der R Methyl bedeutet, R' Acetyl ist, R' ' für Wasserstoff steht, R' ' ' Äthyl bedeutet und R" " Hydroxy darstellt.

Vincristincarbonsäure ist eine Verbindung der Formel I, bei der R für Formyl steht, R' Acetyl bedeutet, R' ' Wasserstoff darstellt, R' ' ' Hydroxy ist und R" " Äthyl darstellt.

Die Ester, bei denen R' ' für (C2-C5)Alkyl, Mono- oder Dihy-droxy(C2-C5)alkyl, Monohalogen(C2-G>)alkyl, Mono-(C2-C4)alkanoyloxy(C2-C5)alkyl, Crotyl, Methallyl, Allyl, Propargyl oder 2-Butin-l-ol steht und einer der Substituenten R' ' ' oder R" " Hydroxy bedeutet und der andere Äthyl ist, können als

3-Desmethyl-3-äthyl-[oder -3-propyl-, -3-(2-chlorbutyl) oder -3-(2-hydroxypentyl)]-vinblastin oder -leurosidin oder -vincristin oder

4-DesacetylvinbIastin bezeichnet werden, sie werden vorzugsweise jedoch als Äthylvinblastinoat oder Propylvincristinoat oder Butyl-4-desacetylvinblastinoat oder Äthyl-4-desacetylleu-rosidinoat bezeichnet.

Falls der Substituent R' ' bei obiger Formel I für (C2-C5>Alkyl steht, dann kann es sich dabei um Äthyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, sec.-Butyl, 1-Pentyl, Isopentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 3-Methyl-2-butyl oder Neopentyl handeln. Unter mono- oder dihydroxysubstituiertem (Q-CsJAlkyl, das der Substituent R' ' ebenfalls bedeuten kann, werden beispielsweise 2-Hydroxyäthyl, 2,3-Dihydroxypropyl, 2-Hydroxy-2-me- 2 thyläthyl,2-Hydroxy-l-methyläthyl,2-Hydroxy-2,2-dimethyläthyl, 2-Hydroxy-l,l-dimethyläthyl, 2-HydroxybutyI, 3-Hydroxypro-pyl, 4-Hydroxybutyl, 5-Hydroxypentyl oder 2,3-Dihydroxy-2-methylpropyl verstanden. Die Angabe Halogen(C2-Cs)alkyl beim Substituenten R' ' bedeutet beispielsweise 2-Chloräthyl, 2-Bromäthyl, 2-Chlorpropyl, 2-Brombutyl, 3-Chlorpropyl, 2-Chlorpentyl, 2-Brom-3-methylbutyl oder 4-Brombutyl. Mono(C2-Ct)alkanoyloxy(C2-C5)-alkyl beim Substituenten R' ' bezieht sich beispielsweise auf 2-Acetoxy-l-äthyl, 2-Propio-noxy-l-propyl, 3-Acetoxy-l-propyl, 2-Isobutyloxy-2-butyl, 2-Ace- 35 toxy-2-pentyl, 2-Butyloxy-l-pentyl, 2-Propionoxy-3-methyl-l-propyl, Isobutyloxy-2-butyl, 2-Acetoxy-2-pentyl, 2-Butyloxy-l-pentyl oder 2-Propionoxy-3-methyl-l-pentyl.

Zur Herstellung pharmazeutisch unbedenklicher Säureadditionssalze der Aminbasen aus Vinblastinsäure geeignete nichttoxische Säuren sind beispielsweise anorganische Säuren, wie Chlorwasserstoffsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure, Bromwasserstoffsäure, Jodwasserstoffsäure, salpetrige Säure oder phosphorige Säure, oder auch entsprechende organische Säuren unter Einschluss aliphatischer Mono- und Dicarboxylate, phenylsubstituierter Alkanoate, Hydroxyalkanoate und Hydroxyalkandioate, aromatischer Säuren, aliphatischer Sulfonsäuren oder aromatischer Sulfon-säuren. Pharmazeutisch unbedenkliche Salze dieser Art sind beispielsweise die Sulfate, Pyrosulfate, Bisulfate, Sulfite, Bisulfite, Nitrate, Phosphate, Monohydrogenphosphate, Dihydro-genphosphate, Metaphosphate, Pyrophosphate, Chloride, Bromide, Jodide, Acetate, Propionate, Decanoate, Caprylate, Acry-late, Formiate, Isobutyrate, Caprate, Heptoanate, Propiolate, Oxalate, Malonate, Succinate, Suberate, Sebacate, Fumarate, Maleate, Butin-l,4-dioate, Hexin-l,6-dioate, Benzoate, Chlor-benzoate, Methylbenzoate, Dinitrobenzoate, Hydroxyben-zoate, Methoxybenzoate, Phthalate, Terephthalate, Benzolsul-fonate, Toluolsulfonate, Chlorbenzolsulfonate, Xylolsulfonate, Phenylacetate, Phenylpropionate, Phenylbutylrate, Citrate, 60 Lactate, 2-Hydroxybutyrate, Glycollate, Malate, Tartrate, Me-thansulfonate, Propansulfonate, Naphthalin-l-sulfonate oder Naphthalin-2-sulfonate.

Die im erfindungsgemässen Verfahren eingesetzte Ausgangsverbindung, nämlich 4-Desacetylvinblastinsäure kann aus 65 Vinblastin hergestellt werden, indem man dieses mit einer verdünnten Base behandelt, wodurch die in Stellung 3 befindliche Estergruppe unter Bildung einr Carbonsäuregruppe in Form

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eines Basensalzes hydrolytisch abgespalten wird und gleichzeitig die in Stellung 4 befindliche Estergruppe unter Bildung einr Hydroxygruppe hydrolysiert wird.

Diejenigen der genannten Verbindungen der Formel I, bei denen die Substituenten R und R' ' eine andere Bedeutung als Wasserstoff besitzen, lassen sich möglicherweise als antitumorale Mittel verwenden. Diese Wirkung äussert sich darin, dass Verbindungen obiger Art Zellkulturen aus der mitotischen Phase (Metaphase) des Zellzyklus in ihrer Entwicklung hemmen können, ohne dass dabei anscheinend andere Stufen des Zellzyklus beeinflusst werden. Die meisten bekannten Indoldi-hydroindolalkaloide (dimeren Alkaloide) aus Vinca rosea mit antitumoraler Wirkung blockieren die Metaphase, und zwar unter Einschluss von Vinblastin (Vincaleukoblastin), Vincristin und Leurosidin. Monomere Vincaalkaloide besitzen keine metaphaseblockierende Wirkung und sind auch keine Antimi-totica. Die Verbindungen der Formel I haben sich ferner auch bei transplantierten Tumoren bei Mäusen als wirksam erwiesen. Von besonderem Interesse ist die hohe Wirksamkeit des Äthyl-4-desacetylvincristinoat-sulfats gegenüber osteogenem Rideway-Sarcom, wenn man diese Verbindung 10 Tage nach Inoculation des Tumors einer Maus intraperitoneal in einer Dosis von 0,15 bis 0,5 mg/kg Körpergewicht verabfolgt. Ähnliche Ergebnisse erhält man auch gegenüber dem Gardner-Lymphosarcom. Die obige Verbindung hat sich ferner in einer Dosis von 0,5 mg/kg gegenüber dem C3H-Mammatumor als wirksam erwiesen. Ferner ist Äthylvinblastinoat-sulfat auch beim Gardner-Lymphosarcomtumorsystem wirksam. Die unter Verwendung von Äthyl-4-des-acetylvincristinoat-sulfat erhaltenen Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tabelle I zusam-mengefasst. In dieser Tabelle ist in Spalte 1 der Name der jeweiligen Verbindung angegeben. Aus Spalte 2 geht der trans-plantierte Tumor hervor, in Spalte 3 sind Dosis oder Dosierungsbereich und Anzahl der Tage, über die die jeweilige Dosis verabreicht wurde, angeführt, und aus Spalte 4 geht die prozentuale Inhibierung des Tumorwachstums hervor. (ROS ist dabei eine Abkürzung für Ridgeway-Osteogensarcom, GLS stellt eine Abkürzung für Gardner-Lymphosarcom dar und mit C3H ist ein Mammatumor angegeben.) Höhere Dosierungsmengen als die in dieser Tabelle angeführten Mengen führten normalerweise zu einer Toxizität.

Tabelle I

50

55

Verbindung

Tumor

Dosis mg/kg x Tage

Prozentuale Inhibierung

Äthyl-

GLS

0,2x8

85

4-desacetylvin-

0,25x8

87

cristinoat-

0,3X8

100

sulfat

0,4X8

100

0,5x8

100

ROS

0,15x10

58

0,2X10

65

0,25x10

100

0,3x10

84

0,4X10

100

0,5x10

100

C3H

0,5x9

43

2-Hydroxyäthyl-

GLS

0,5x8

100

4-desacetyl-

1,0x8

91

vinblastinoat-

sulfat

Ausser ihrer antitumoralen Wirksamkeit sind die Verbindungen der oben angegebenen Formel I mit Ausnahme der Alkyl- und Hydroxyalkylester von Vincristincarbonsäure und

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von Vinblastincarbonsäure auch wertvolle Zwischenprodukte. So lassen sich beispielsweise die 4-Desacetylverbindungen durch Acetylieren in die ursprünglichen Vinblastinoat- oder Vincristinoatester überführen. Verbindungen der obigen Formel I, bei denen der Substituent R Wasserstoff ist oder bei denen der Substituent R' ' Wasserstoff bedeutet, sind im allgemeinen beim Versuch dér Mitosehemmung nicht wirksam und hemmen in ähnlicher Weise auch das Wachsen transplantierter Tumore bei Mäusen nicht. Diese Verbindungen stellen jedoch Zwischenprodukte dar, da sich Verbindungen, bei denen der Substituent R' ' für Wasserstoff steht und somit die Vinblastincarbonsäure, die Leurosidincarbonsäure und die Vincristincarbonsäure, durch Verestern in wirksame Verbindungen überführen lassen. In ähnlicher Weise können diejenigen Verbindungen, bei denen der Substituent R Wasserstoff bedeutet, nämlich die 1-Desformylvincristinderivate, zu Vincristincarbonsäure, nämlich einem anderen wertvollen Zwischenprodukt, oder zu Desacetylvincristinoatestern und Vincristinoatestern formy-liert werden.

Neben ihrer oben angegebenen Wirkung als antimitotische Mittel sind die freien Säuren unter Einschluss des Desacetylsäu-ren auch wertvolle Zwischenprodukte zur Herstellung von radioaktiv markiertem Material, da sie sich nach der oben beschriebenen Arbeitsweise mit radioaktivem Methylalkohol wieder verestern lassen. Die Desmethyldesacetylvinblastincar-bonsäure kann am in Stellung 1 befindlichen Stickstoffatom ferner auch mit einer radioaktiv markierten Methyl- oder Formyl-gruppe methyliert oder formyliert werden, und man kann zur Veresterung der Carbonsäuregruppe oder umgekehrt auch mit Isotopen markiertes Methanol verwenden, wodurch sich doppelt markiertes Vincristin, Leurosidin oder Vinblastin herstellen lassen.

Präparat 1

4-Desacetylvinblastincarbonsäure

10 g Vinblastinsulfat werden durch Behandeln mit Alkali, anschliessende Extraktion der Base in Methylendichlorid sowie Trocknen und Verdampfen des Methylendichlorids in die entsprechende freie Base überführt. Das zurückbleibende Vinblastin wird in einem mit Rückflusskühler versehenen 2 Liter Kolben in 200 ml wasserfreiem Äthanol gelöst. Die Äthanollösung wird erhitzt, während man über einen Tropftriehter 956 ml 1 n wässriges Natriumhydroxid zusammen mit weiteren 50 ml wasserfreiem Äthanol zugibt. Das zusätzliche Äthanol ist zur Homogenhaltung des Reaktionsgemisches erforderlich. Das Reaktionsgemisch wird nach beendeter Zugabe des Natriumhydroxids 0,5 Stunden auf Rückflusstemperatur erhitzt. Die warme Lösung wird anschliessend mit Natriumchlorid versetzt, und die wässrige Schicht extrahiert man viermal mit Methylendichlorid. Die Methylendichloridextrakte werden vereinigt und getrocknet. Durch Verdampfen des Lösungsmittels im Vakuum erhält man 6,9 g eines amorphen lohfarbenen Feststoffes, der aus einem Gemisch aus Vinblastin und 4-Desacetylvinblastin-

carbonsäure in Form dès Natriumsalzes besteht.

2 g des auf diese Weise hergestellten unreinen 4-Desacetyl-vinblastincarbonsäure-natriumsalzes werden in wasserfreiem Methanol gelöst, worauf man die Lösung bis zum Trübpunkt 5 mit Wasser versetzt. Anschliessend wird der pH-Wert der erhaltenen Lösung durch Zugabe einprozentiger wässriger Schwefelsäure auf etwa 3,9 eingestellt. Hierauf verdampft man die Lösungsmittel im Vakuum. Der zurückbleibende 4-Desace-tylvinblastincarbonsäure-sulfat enthaltende Feststoff wird io unter Erwärmen in einem Gemisch aus Äthanol und Wasser gelöst, worauf man die heisse Lösung filtriert. Der beim Abkühlen ausfallende hell-lohfarbene Feststoff wird durch Filtrieren gesammelt. Das auf diese Weise hergestellte 4-Desacetylvinbla-stincarbonsäuresulfat verfügt über folgende physikalische i5 Eigenschaften: pKa = 4,65,6,3,7,5 und 8,5 (in 80-prozentigem Dimethylformamid). X (C2H5OH, max.) = 215 mu (E = 12,5xl03),267 m|i(E = 4,0xl03) mit Schultern bei 284 und 294 und etwa 314 rnji.

Analyse berechnet: C 60,55; H 6,62; N 6,57;

20 gefunden: C 60,80; H 6,86; N 6,64.

Die Analyse für Natrium ergab den Wert 0.

Beispiel

25 Vinblastincarbonsäure-sulfat

Man stellt zunächst eine Suspension aus 2,1 g4-DesacetyI-vinblastincarbonsäure-natriumsalz in 25 ml wasserfreiem Pyridin her. Die Suspension wird anschliessend mit etwa 25 ml Essigsäureanhydrid versetzt. Das Reaktionsgefäss wird hierauf 30 mit einem Trockenröhrchen verschlossen, worauf man das Ganze 4 Tage bei Raumtemperatur rührt. Nach Zugabe von Methanol dampft man das Reaktionsgemisch zur Trockne ein. Dieses Trockenverfahren wird mehrmals wiederholt. Der bei obiger Umsetzung entstandene Vinblastincarbonsäure enthal-35 tende Rückstand wird in Chloroform gelöst, worauf man die Chloroformlösung viermal mit Wasser extrahiert. Die Chloroformlösung wird dann getrocknet und zur Trockne eingedampft. Der erhaltene Rückstand wird in Methanol gelöst, worauf man die Lösung bis zum Trübpunkt mit Wasser ver-40 setzt. Anschliessend stellt man den pH-Wert der wässrigen Methanollösung durch Zugabe Iprozentiger wässriger Schwefelsäure auf 2,2 ein. Die erhaltene Lösung wird unter Verwendung von Benzol als azeotropes Mittel zur Entfernung von Wasser zur Trockne eingedampft Der Rückstand wird in Iso-45 propanol gelöst, und die auskristallisierenden Verunreinigungen werden durch Filtrieren abgetrennt. Durch Eindampfen des Filtrats aus zwei solchen aufeinanderfolgenden Umkristalli-sationen erhält man 200 mg Vinblastincarbonsäure-sulfat in Form eines lohfarbenen amorphen Feststoffes. Die Verbindung 50 zeigt im Infrarotspektrum eine starke Bande bei 1740 cm4, was für eine Erhöhung der Estergruppen spricht. Die Verbindung verfügt über pKa-Werte von 5,2 und 7,7 (66prozentiges Dimethylformamid).

Claims (2)

1. 618983

   PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von neuer Vinblastinsäure der Formel I
2. ... I

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   CH2—Ob CH.3

   bzw. von Säureadditionssalzen davon, dadurch gekennzeichnet, dass man in 4-Desacetylvinblastinsäure der Formel

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   in 4-Stellung die Acetylgruppe einführt und gegebenenfalls erhaltene Verbindungen in pharmazeutisch annehmbare Salze überführt.

   618983