CH674366A5

CH674366A5 -

Info

Publication number: CH674366A5
Application number: CH869/88A
Authority: CH
Inventors: Walter G Brouwer; Ethel E Felauer; Marshal Kulka
Original assignee: Uniroyal Chemical Ltd
Priority date: 1987-03-11
Filing date: 1988-03-08
Publication date: 1990-05-31
Also published as: CA1320210C; ATA67688A; IL85517A0; GR1000238B; NZ223798A; FR2612188B1; JPH0372221B2; IL85517A; GB2201958B; DK131188D0; IE880597L; DK131188A; JPS63264580A; LU87152A1; AU1282788A; GB8804454D0; SE8800863L; GR880100136A; IT8819726A0; AT397089B

Description

BESCHREIBUNG Diese Erfindung bezieht sich auf neue 3-(2-Halogenalkyl)-1,4-oxathiine und 2-(2-HalogenaIkyl)-l,4-dithiine. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf neue 3-(2-Halogenalkyl)-l,4-oxa-thiin- und 2-(2-Halogenalkyl)-1,4-dithiinanaloga, die Antileukä-mie- und Antitumoraktivität haben, und auf pharmazeutische Präparate, die derartige Analoga als therapeutisch wirksame Bestandteile enthalten und sich für das Herbeifuhren der Regression von Leukämie und/oder für die Hemmung des Wachstums von Tumoren bei Menschen und Säugetieren eignen.

2-Halogenalkylanaloga von Oxathiinen und Dithiinen wurden bisher in der chemischen Literatur nicht beschrieben. Einige Halogenethylanaloga von verschiedenen 5gliedrigen heterocycli-schen Systemen sind bekannt, das heisst diejenigen des Typs:

worin

X = Halogen Y = N

Z = O, S, NH, NR Ri, R3 = Wasserstoff, Alkyl oder Aiyl oder

A X

j 2 ch2ch2x worin

X = Halogen

Y, Z = O, NH, NR, S, aber Y, Z sind nicht beide S Rb R3 = Wasserstoff, Alkyl oder Aiyl Eine derartige Verbindung ist Chlorethiazol, nämlich 5-(2-ChIorethyl)-4-methylthiazol der Formel:

Diese Verbindung wurde getestet, und es wurde gefunden, dass sie als Antikrebsmittel unwirksam ist. Auch im Zusammenhang mit den anderen in der Literatur angegebenen Verbindungen der Typen (I) und (II) wurde über keinerlei Antikrebswirkung berichtet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf 3-(2-HaIogenal-kyl)-ls4-oxathiine und 2-(2-Halogenalkyl)-l,4-dithiine der Formel:

5

Î0

15

20

25

30

35

40

45

50

55

bO

b5

3

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(III)

^CH2CH(R2)X

wonn

R! eine Alkylgruppe, die bis zu 4 KohlenstofFatome enthält, Cyclohexyl oder Phenyl bedeutet;

R2 Wasserstoff oder Ethyl bedeutet;

R3 und R4 jeweils Wasserstoff, Methyl oder Ethyl bedeuten und, wenn eines der Symbole R3 und R4 Methyl oder Ethyl bedeutet, das andere Wasserstoff bedeutet;

X Halogen (vorzugsweise Chlor) bedeutet und

Y Sauerstoff oder Schwefel bedeutet und, wenn Y Schwefel bedeutet, R3 und R4 beide Wasserstoff bedeuten.

Die erfindungsgemässen Verbindungen sind die 3-(2-Halo-genniederalkyl)-l,4-oxathiine der Formel:

(IV)

'ch2ch(r2)x und die 2-(2-Halogenniederalkyl)-l,4-dithiine der Formel:

(V)

ch2ch(r2)x worin Rj, R2, R3, R4 und X wie oben definiert sind.

In der folgenden Beschreibung wird die Herstellung und das Testen der erfindungsgemässen Verbindungen im Zusammenhang mit den bevorzugten chlorsubstituierten Verbindungen (X = Cl) beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung die analogen hologensubstituierten Oxathiine und Dithiine ebenfalls umfasst.

Die erfindungsgemässen Oxathiin- und Dithiinderivate können in drei aufeinanderfolgenden Stufen leicht hergestellt werden. In der ersten Stufe wird ein entsprechendes 2-Acylbutyrolacton oder 2-Acyl-4-ethylbutyrolacton der Formel:

COR,

(VI)

in Gegenwart einer Base mit Halogen (z.B. Chlorgas) umgesetzt. Die Reaktion wird bei Temperaturen von etwa 5 bis 30 °C, vorzugsweise 10 bis 20 °C, ausgeführt. Das resultierende 2-Acyl-2-halogenbutyrolacton oder 2-AcyI-4-ethyl-2-haIogenbutyrolacton der Formel:

COR,

(VII)

wird mit Säure, z.B. HCl, umgesetzt, um den Ring zu öffnen, wobei ein Halogenketon der Formel:

gebildet wird.

Das letztere wird dann durch Wasserdampfdestillation, Extraktion und erneute Destillation gewonnen.

Die Endstufe in der Synthese ist die Umsetzung eines Gemi-5 sches des Halogenketons mit einem entsprechenden Mercapto-ethanol der Formel:

HS(R3)CHCH(R4)OH

m

R1COCH(X)CH2CH(R2)X

(VIII)

10 gefolgt von Cyclisierung mit einem sauren Katalysator zu der Verbindung der Formel (III). Das Halogenketon und das Mercapto-ethanol werden zweckmässig in annäherungsweise äquimolaren Verhältnissen und bei Temperaturen von 5 bis 60 0 C umgesetzt. FISA (p-Toluolsulfonsäure) kann als saurer Katalysator verwen-15 det werden, wobei die Cyclisierung unter Rückfluss mit Entfernung von Wasser ausgeführt wird.

Die erfindungsgemässen Verbindungen sind cytotoxische Mittel, die brauchbar sind, um die Regression von bösartigen Tumoren, wie Lymphoidzellen- und Lymphozytenleukämie, herbeizu-20 führen sowie das Wachstum von verschiedenen Krebsarten, z.B. Melanom, Sarkom und Mamma-Xenotransplantattumoren, zu hemmen. Sie können allein oder in Kombination mit anderen chemotherapeutischen Mitteln, die für diese Zwecke wirksam sind, verwendet werden. Die hierin verwendeten Ausdrücke 25 «Regression» und «Hemmung» umfassen das Aufhalten oder Verzögern des Wachstums des bösartigen Tumors oder einer anderen Manifestation der Krankheit, verglichen mit dem Verlauf der Krankheit in Abwesenheit einer Behandlung.

Es wurde gefunden, dass die Verabreichung der erfindungsge-30 mässen Verbindungen an Mäuse in Mengen im Bereich von etwa 50 bis 800 mg/kg, vorzugsweise von 200 bis 400 mg/kg, des Körpergewichts wirksam ist, um die Regression von Leukämie herbeizuführen und das Wachstum von Tumoren zu hemmen. Die gegenseitige Beziehung der Dosierungen für Menschen und Säu-35 getiere anderer Grössen und Spezies wird von Freidreich, E.J., et al.; Quantitative Comparison of Toxicity of Anti-Cancer Agents in Mouse, Rat, Hamster, Dog, Monkey and Man, Cancer Chemo-therapy, Reg. 50, No. 4,219-244, Mai 1966, beschrieben.

Die Dosierung kann natürlich eingestellt werden, um eine 40 optimale Reaktion zu erzielen. Zum Beispiel können täglich mehrere unterteilte Dosen verabreicht werden, oder die Dosis kann proportional herabgesetzt werden, wie es durch die Erfordernisse der Situation angezeigt ist.

Die Wirkstoffe können zweckmässig parenteral, intraperito-45 neal, intravenös oder oral verabreicht werden. Lösungen oder Dispersionen der Wirkstoffe in Wasser, das in geeigneter Weise mit einem oberflächenaktiven Mittel, wie Hydroxypropylcellulose, gemischt ist, können hergestellt werden. Auch Dispersionen in Glycerin, flüssigen Polyethylenglycolen und Gemischen davon 50 sowie in Ölen können hergestellt werden. Unter normalen Aufbe-wahrungs- und Anwendungsbedingungen enthalten diese Präparate ein Konservierungsmittel, um das Wachstum von Mikroorganismen zu verhindern.

Die für die Anwendung durch Injektion geeigneten Formen 55 umfassen sterile wässrige Lösungen oder Dispersionen und sterile Pulver fur die improvisierte Herstellung von sterilen injizierbaren Lösungen oder Dispersionen. Für derartige Anwendungen muss die Form steril sein und muss in dem Grade flüssig sein, der erforderlich ist, um eine leichte Spritzbarkeit zu gewährleisten. Sie 60 muss unter den Bedingungen der Herstellung und Aufbewahrung beständig sein und muss gegen die verunreinigende Wirkung von Mikroorganismen, wie Bakterien und Pilze, konserviert sein.

Der Träger kann ein Lösungsmittel oder Dispersionsmedium sein, das z.B. Wasser, Ethanol, ein Polyol (z.B. Glycerin, Propy-b5 lenglycol und flüssiges Polyethylenglycol oder dergleichen), geeignete Gemische davon und pflanzliche Öle enthält. Das erforderliche Fliessverhalten kann z.B. aufrechterhalten werden durch Verwendung einer Beschichtung, wie Lecithin, durch das Aufrechter

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4

halten der erforderlichen Partikelgrösse im Falle einer Dispersion und durch die Verwendung von oberflächlichenaktiven Mitteln. Die Verhinderung der Einwirkung von Mikroorganismen kann gewährleistet werden durch verschiedene antibakterielle und anti-fungale Mittel, z.B. Paraben, Chlorbutanol, Phenol, Sorbinsäure, Thimerosal oder dergleichen. In vielen Fällen kann es zu bevorzugen sein, isotonische Mittel, z.B. Zucker oder Natriumchlorid, in die Darreichungsform einzuschliessen. Eine verlängerte Resorption der injizierbaren Formulierungen kann herbeigeführt werden, indem man die Resorption verzögernde Mittel, z.B. Aluminium-monostearat und Gelatine, in diese einverleibt.

Sterile injizierbare Lösungen werden hergestellt, indem man den Wirkstoff, wie erforderlich im Gemisch mit verschiedenen der anderen oben aufgezählten Bestandteile, in das geeignete Lösungsmittel einarbeitet, gefolgt von Sterilfiltration. Im allgemeinen werden Dispersionen hergestellt, indem man den sterilisierten Wirkstoff in einen sterilen Arzneiträger einarbeitet, der das Dispersionsmedium und allfallige andere erforderliche Bestandteile enthält. Wenn andererseits sterile Pulver verwendet werden, um sterile injizierbare Lösungen herzustelllen, wird es bevorzugt, eine sterile, filtrierte Lösung der gewünschten Bestandteile der Vakuumtrocknung oder Gefriertrocknung zu unterwerfen, wobei ein Pulver aus dem Wirkstoff plus allfalligen zusätzlichen gewünschten Bestandteilen erhalten wird.

Der hierin verwendete Ausdruck «pharmazeutisch unbedenkliche, im wesentlichen nicht toxische Träger oder Excipientien» umfasst Lösungsmittel, Dispersionsmedien, Beschichtungen, antibakterielle und antifungaie Mittel, isotonische und die Resorption verzögernde Mittel und dergleichen. Die Verwendung derartiger Medien und Mittel als Träger oder Excipientien für pharmazeutische Wirkstoffe ist dem Fachmann wohlbekannt. Sofern irgendein herkömmliches Medium oder Mittel mit dem Wirkstoff nicht unverträglich oder im Gemisch damit nicht toxisch ist, wird seine Verwendung in den erfindungsgemässen Formulierungen in Betracht gezogen. Zusätzliche Wirkstoffe können ebenfalls in die therapeutischen Präparate einverleibt werden.

Es kann im Hinblick auf die Leichtigkeit der Verabreichung und die Gleichmässigkeit der Dosierung vorteilhaft sein, die erfindungsgemässen Präparate in Einheitsdosisformen zu formulieren. Eine Einheitsdosisform in dem Sinne, wie dieser Ausdruck hierin verwendet wird, bezieht sich auf eine physikalisch getrennte Einheit, die für die Verwendung als einheitliche Dosierung für die zu behandelnden menschlichen und Säugetierpatienten geeignet ist; jede Einheit enthält eine vorbestimmte Menge Wirkstoff, die so berechnet ist, dass sie die gewünschte therapeutische Wirkung erzeugt, in Kombination mit dem erforderlichen pharmazeutisch unbedenklichen Träger. Vorschriften für Einheitsdosisformen werden auferlegt durch und hängen direkt ab von a) den einzigartigen Eigenschaften des Wirkstoffes und der zu erzielenden speziellen therapeutischen Wirkung und b) den Beschränkungen, die von der Technik des Compoundierens eines solchen Wirkstoffes für die Behandlung von Krankheiten bei Lebewesen, die einen Krankheitszustand zeigen, ohne übermässige phytotoxische Nebenwirkungen unzertrennlich sind.

Die Regression von Leukämie und die Hemmung von Tumorwachstum kann z.B. erreicht werden durch Anwendung einer täglichen Verabreichung während bis zu 5 oder 10 Tagen oder länger. Mehrfachdosierung oder Dosierung auf jeder beliebigen gewünschten periodischen Basis kann ebenfalls angewandt werden. Der therapeutisch wirksame Bestandteil wird somit in Mengen verabreicht, die genügen, um die Regression und Hemmung von weiterem Wachstum der Leukämie oder des Tumors in Abwesenheit von übermässigen schädlichen Nebenwirkungen einer cytotoxischen Natur zu unterstützen.

Unter den erfindungsgemässen Verbindungen werden 3-(2-Chlorethyl)-5,6-dihydro-2-methyl-1,4-oxathiin der Formel:

(x)

CH2CH2C1

und das analoge 2-(2-Chlorethyl)-3-methyl-5,6-dihydro-l,4-dithiin der Formel:

(XI)

CHjCHjCl

15

besonders bevorzugt.

Die Erfindung wird mehr im einzelnen im Zusammenhang mit der Herstellung und dem pharmakologischen Testen der vorhergehenden und anderer bevorzugter Verbindungen beschrieben, 20 die die folgenden chemischen Strukturen haben:

Tabelle I

Beispiele von erfindungsgemässen Verbindungen

25

(III)

1

ch2ch(r2)x

30

Beispiel R]

R2

r3

R4

35

1

ch3

h h

h o

2

ch3

h h

ch3

o

3

c3h7

h h

h o

4

c6h5

h h

h o

5

ch3

h h

h s

6

ch3

c2h5

h h

o

Beispiel 1

Herstellung von 3-(2-Chlorethyl)-5,6-dihydro-2-methyl-1,4-oxathiin

2-Acetylbutyrolacton (256 g, 2 Mol) und wasserfreies Natri-45 umacetat (170 g) in Essigsäure (600 ml) wurden gemischt und in einem Eisbad unter Rühren gekühlt. Man liess Chlorgas (144 g) in das Reaktionsgemisch perlen, während man die Reaktionstemperatur unter 35 0 C hielt. Nach Beendigung der Reaktion wurde der resultierende Niederschlag entfernt, und Essigsäure wurde so unter vermindertem Druck entfernt. Das Öl wurde in Toluol aufgenommen und mit Wasser und wässrigem Natriumbicarbonat gewaschen und vor Entfernung des Lösungsmittels getrocknet. Der Rückstand, 2-Acetyl-2-chlorbutyrolacton vom Siedepunkt 76 bis 78 °C/33 Pa, wurde in 81% Ausbeute isoliert. 55 Das 2-Acetyl-2-chlorbu1yrolacton (234 g, 1,44 Mol) wurde mit Wasser (350 ml) und 12normaler Salzsäure (300 ml) gemischt und destilliert. Als 300 ml Destillat gesammelt worden waren, wurde zusätzliches Wasser (300 ml) zugesetzt und die Wasserdampfdestillation fortgesetzt, bis kein weiteres Produkt mehr 60 erhalten wurde. Das Produkt wurde in Methylenchlorid extrahiert, und der Extrakt wurde getrocknet (Magnesiumsulfat) und das Lösungsmittel entfernt. Destillation des Rückstandes ergab 3,5-Dichlor-2-pentanon (Siedepunkt 70 bis 73 °C/1,6 x 103 Pa, 57%).

65 Ein Gemisch des 3,5-Dichlor-2-pentanons (39 g, 0,24 Mol) mit 2-Mercaptoethanol (20 g, 0,26 Mol) in Toluol (250 ml) wurde gerührt, und Triethylamin (27 g, 0,27 Mol) wurde tropfenweise zugesetzt. Nach Rühren über Nacht bei Umgebungstemperatur

5

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wurde das Gemisch mit verdünnter Salzsäure gewaschen und anschliessend mit p-Toluolsulfonsäure (0,5 g) unter azeotroper Entfernung von Wasser 4 Stunden lang zum Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Reaktionsgemisch mit wässrigem Natriumbicarbonat gewaschen und getrocknet (Magnesiumsulfat), und das Toluol wurde entfernt, wobei das Produkt 3-(2-Chlor-ethyl)-5,6-dihydro-1,4-oxathiin (62 bis 70 °C/3,3 Pa) in 60% Ausbeute und 98% Reinheit (Gaschromatographie) zurückblieb.

N.M.R.-Spektrum (Deuterochloroform), ppm-Werte: 1,85 (3H,S); 2,3-2,65 (2H,t); 2,9-3,5 (2H,t); 3,95-3,7 (2H,t); 4,1-4,25 (2H,t).

Beispiel 2

Herstellung von 2,6-Dimethyl-3-(2-chlorethyl)-5,6-dihydro-1,4-oxathiin

Ein Gemisch aus 0,1 Mol (15,4 g) 3,5-Dichlor-2-pentanon und 0,1 Mol (9,2 g) l-Mercapto-2-propanol wurde in 100 ml Toluol gerührt; 0,1 Mol (10,4 g) Triethylamin wurde tropfenweise zugesetzt. Das Gemisch wurde über Nacht bei Raumtemperatur gerührt, dann mit verdünnter Salzsäure gewaschen und mit 0,5 g PTSA unter Verwendung einer Dean-Stark-Falle zur Entfernung von Wasser etwa 7 Stunden lang zum Rückfluss erhitzt. Die PTSA-Lösung wurde mit Natriumbicarbonat gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet, und das Lösungsmittel wurde entfernt. Das Produkt wurde destilliert; Siedepunkt 80 bis 82 °C/ 13 Pa. Ausbeute 47%.

Beispiel 3

Herstellung von 2-Propyl-3-(2-chlorethyl)-5,6-dihydro-l,4-oxa-thiin

Ein Gemisch aus 0,056 Mol (10 g) l,2-Dichlor-4-heptanon und 0,06 Mol (5 g) 2-Mercaptoethanol wurde in 200 ml Toluol gerührt; 0,0C Mol (6 g) Triethylamin wurden tropfenweise zugesetzt. Das Genisch wurde über Nacht bei Raumtemperatur gerührt, dann mit verdünnter Salzsäure gewaschen und mit 0,5 Mol PISA unter Verwendung einer Dean-Stark-Falle, um Wasser zu entfernen, 7 Stunden lang zum Rückfluss erhitzt. Die PTSA-Lösung wurde mit 5%igem Natriumbicarbonat gewaschen, getrocknet und filtriert, und das Lösungsmittel wurde entfernt. Das Produkt wurde destilliert; Siedepunkt 80 bis 85 °C/6,7 Pa. Ausbeute 23%.

Beispiel 4

Herstellung von 2-Phenyl-3-(2-chlorethyl)-5,6-dihydro-1,4-oxathiin

4-Chlorbutyrophenon (36,4 g 0,2 Mol) wurde bei Raumtemperatur in 100 ml Methylenchlorid gerührt. Brom (32 g, 0,2 Mol) wurde tropfenweise zugegeben. Nach beendeter Zugabe wurde die Lösung mit wässrigem Natriumbicarbonat gewaschen, mit Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert, und das Lösungsmittel wurde entfernt. Der Rückstand wurde in 300 ml Toluol aufgenommen, und 2-Mercaptoethanol (18 g, 0,23 Mol) wurde zugesetzt. Triethylamin (22 ml) wurde langsam zugegeben, und das Gemisch wurde über Nacht bei Umgebungstemperaturen gerührt. Das Gemisch wurde dann mit verdünnter Salzsäure gewaschen und anschliessend mit PTSA (0,5 g) unter azeotroper Entfernung von Wasser 5 Stunden lang zum Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Reaktionsgemisch mit wässrigem Natriumbicarbonat und Wasser gewaschen, getrocknet (Magnesiumsulfat) und filtriert, und das Toluol wurde entfernt. Das Produkt wurde durch präparative Flüssigkeitschromatographie in 17% Ausbeute gereinigt.

N.M.R.-Spektrum (Deuterochloroform), ppm-Werte: 2,50-2,75 (2H,t); 3,0-3,15 (2H,t); 3,45-3,72 (2H,t); 4,28-4,42 (2H,s); 7,33 (2H,s).

Beispiel 5

Herstellung von 2-(2-Chlorethyl)-3-methyl-5,6-dihydro-1,4-dithiin

Ein Gemisch von 0,1 Mol (15,4 g) 3,5-Dichlor-2-pentanon, 0,1 Mol (9,4 g) Ethandithiol und 0,3 Mol PISA wurde über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Das Produkt wurde in Toluol aufgenommen, mit 5%igem Natriumbicarbonat und Wasser gewa-5 sehen, über Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert, und das Lösungsmittel wurde entfernt. Das Produkt wurde destilliert; Siedepunkt 114 bis 116° C/93 Pa. Ausbeute 32%.

Beispiel 6

io Herstellung von 3-(2-Chlorbutyl)-5,6-dihydro-2-methyl- 1,4-oxathiin

2-Acetyl-4-ethylbutyrolacton wurde aus Ethylacetoacetat und 1,2-Expoxybutan gemäss dem in der US-PS Nr. 2 443 827 von Johnson beschriebenen Verfahren hergestellt. Ein Gemisch von

15 40 g Natriumhydroxid (1,0 Mol), 270 ml Wasser und 90 ml Ethanol wurde auf 0 ° C abgekühlt und gerührt, und 130 g Ethylacetoacetat (1,0 Mol) sowie 72 g 1,2-Epoxybutan (1,0 Mol) wurden zugesetzt. Das Rühren wurde bei 0 °C fortgesetzt, und das Gemisch wurde danach bei 4 °C 48 Stunden lang stehen gelas-20 sen. Das Reaktionsgemisch wurde mit 80 ml Essigsäure neutralisiert und mit Toluol extrahiert, und der Extrakt wurde mit Wasser, Natriumbicarbonat und schliesslich mit Wasser gewaschen. Das Gemisch wurde dann getrocknet (Magnesiumsulfat) und filtriert, und das Lösungsmittel wurde entfernt, wobei ein Produkt vom 25 Siedepunkt 86 bis 96 °C/13 Pa in 45% Ausbeute zurückblieb.

70 g des oben hergestellten 2-Acetyl-4-ethylbutyrolactons (0,45 Mol) wurden in 135 ml Essigsäure mit 38 g Natriumacetat gerührt. Unter Rühren in Eis liess man 32 g Cl2 einperlen. Der Niederschlag wurde abfiltriert, die Essigsäure wurde entfernt, und 30 das Produkt wurde destilliert; Siedepunkt 65 bis 77 0 C/6,7 Pa. 2-Ace1yl-2-chlor-4-ethylbutyrolacton wurde in 84% Ausbeute erhalten.

72 g des obigen Produktes (0,38 Mol) wurden zu 90 ml Salzsäure und 105 ml Wasser zugesetzt. Das Produkt wurde der Was-35 serdampfdestillation unterworfen, weitere 100 ml Wasser wurden zugesetzt, und die Destillation wurde fortgesetzt, bis 250 ml gesammelt worden waren. Das Destillat wurde mit Methylenchlorid extrahiert, getrocknet (Magnesiumsulfat) und filtriert, und das Lösungsmittel wurde entfernt. Das Produkt wurde bei etwa 40 1,3 x 103 Pa destilliert; es hatte einen Siedepunkt von 84 bis 97 °C und ergab 26 g (38% Ausbeute) 3,5-Dichlor-2-heptanon.

Ein Gemisch von 26 g (0,14 Mol) 3,5-Dichlor-2-heptanon, 12 g (0,15 Mol 2-Mercaptoethanol und 15 g (0,15 Mol) Triethylamin in 200 ml Toluol wurde über Nacht bei Umgebungstempe-45 ratur gerührt. Das Gemisch wurde dann mit verdünnter Salzsäure gewaschen und anschliessend mit 0,1 g p-Toluolsulfonsäure unter azeotroper Entfernung von Wasser 6 Stunden lang zum Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde es mit wässrigem Natriumbicarbonat gewaschen und getrocknet (Magnesiumsulfat), und das 50 Lösungsmittel wurde entfernt, wobei das Produkt zurückblieb.

3-(2-Chlorbutyl)-5,6-dihydro-2-methyl-l,4-oxathiin vom Siedepunkt 82 bis 85 ° C/6,7 Pa wurde in 35% Ausbeute erhalten. Das N.M.R.-Spektrum des Produktes war zufriedenstellend.

55 Pharmakologisches Testen von erfindungsgemässen Verbindungen in vivo

Test mit menschlichem Mammakarzinom-MX-l-Xenotransplan-tat unter die Nierenkapsel

Proben verschiedener Testverbindungen wurden gemäss dem so National Cancer Institute Protocol (Cancer Chemotherapy Reports, Part 3, Band 3, Nr. 2, September 1972) getestet. Jeder Test (NCI3MBG5) umfasste die Implantation eines Tumorfragmentes (chirurgisches Explantat aus dem Jahre 1974 aus dem primären Mammatumor einer 29 Jahre alten Frau ohne vorhergehende "5 Chemotherapie; Referenz: Tumor-Bank-Information) unter die Membranhülle der Niere von entweder Swiss-Mäusen, deren Thymusdrüse chirurgisch entfernt worden war, oder ungerichtet gezüchteten Mäusen, deren Thymusdrüse chirurgisch entfernt

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worden war, 6 Tiere pro Testgruppe und 12 pro Vergleichsgruppe, ein Geschlecht pro Experiment. Die männlichen Mäuse wogen mindestens 18 g, und die weiblichen Mäuse wogen mindestens 17 g, und alle Testtiere lagen innerhalb eines Gewichtsbereiches von 4 g. Die Testverbindung wurde durch intraperitoneale Injektion verabreicht, beginnend einen Tag nach der Tumorimplantation, und die Verabreichung wurde jeden vierten Tag bei insgesamt drei Injektionen wiederholt.

Die Testtiere wurden gewogen, und der implantierte Tumor wurde am Tag 0 und am Tag 11 - dem letzten Bewertungstag -

gemessen und der Wert aufgezeichnet. Der gemessene Parameter ist die Änderung des Tumorgewichtes fur die behandelten Tiere (T) und die Vergleichstiere (C). Ein Anfangswert von T/C< 20% wird als notwendig angesehen, um mässige Aktivität zu beweisen. Ein reproduzierbarer Wert von T/C < 10% wird als signifikante Aktivität angesehen.

Die Resultate dieses Tests mit den Verbindungen jedes der obigen Beispiele und mit verschiedenen Vergleichsverbindungen sind in Tabelle II zusammengefasst.

io

Tabelle II

Test mit menschlichem Mammakarzinom-MX-1-Xenotransplantat unter die Nierenkapsel

Testverbindung

"X"I "

ch.

2ch(r2)ci

Beispiel

R] R2 R3

R, Y Dosis T/C%

(mg/kg)

T/C% T/C% T/C% T/C% (Wieder- (Wieder- (Wieder- (Wederholung) holung) holung) holung ch3 h h o

1200

Toxisch Toxisch

Toxisch

600 300 150

3 47 35

84 59 68

Toxisch -60(5)' 4(5)'

Gekühlte Probe2

800 600 300 150 75

Toxisch —100(4)' 2(5)' 23(2)'

Toxisch(l)1 Toxisch -87 -10

129

2

t ch3

h h

ch3

o

1200 600 300 150

Toxisch Toxisch Toxisch -40(4)'

3

c3h7

h h

h o

300 150 75 37,5

Toxisch(2)' -44(3)'

2(i y

32

Toxisch kd1

2(1)'

4

c6h5

h h

h o

400 300 150 75 37,5

17 58 50 66

9(1)'

49

50

5

ch3

h h

h

S

1200 600 300 150

Toxisch -50(4)' 32 71

6

ch3

c2h5

h h

o

400 300 150 75 37,5

23 58 58

16 18 43

14 38 74 86

Vergleich A

ch3

h h

c3h7

0

1200 Toxisch 600 300

Toxisch 51

79

Toxisch

Toxisch Toxisch

7

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Beispiel

Ri R2 R3 R4 Y Dosis T/C% T/C% T/C% T/C% T/C%

(mg/kg) (Weder- (Wieder- (Weder- (Wieder holung) holung) holung) holung

150

62

75

89

37,5

98

h ch3

ch3

o

600

Toxisch

300

Toxisch

150

Toxisch

75

101

h h/ch3

h/ch3

s

300

68

150

76

75

93

37,5

113

h h/c6h5

c6h5/h o

300

106

150

73

75

99

37,5

92

81

1 Geheilte Tiere in Klammern angegeben.

2 Eine zweite reinere, gekühlte Probe wurde getestet.

Aus den in Tabelle II erscheinenden Daten ist ersichtlich, dass die Verbindungen jedes der Beispiele 1 bis 4 bei der einen oder anderen Dosis eine signifikante Aktivität zeigten.

Die bevorzugte Verbindung von Beispiel 1 wurde einer Anzahl weiterer in vivo-Tests unterworfen. Die Resultate sind in Tabelle III zusammengefasst und im einzelnen in der obigen Tabelle II sowie in den Tabellen IV bis VII dargelegt:

Tabelle III Zusammenfassung der Tumortestresultate

Testsystem

Status

Resultate

40

angegeben in

3MBG5

1 (Mamma-Xeno-transplantat)

Aktiv

(DN2-Niveau)

Tabelle II

3PS31

(P388-Lymphozy-

Aktiv

Tabelle IV

45

tenleukämie)

2LE31

(L- 1210-Lymphoid-zellenleukämie)

Aktiv

Tabelle V

3B131

(B16-Melanom)

Aktiv

(DN2-Niveau)

Tabelle VI

50

3M531

(M5076-Sarkom)

Aktiv

Tabelle VII

3C872

(Colon 38)

Inaktiv (1 Test)*

3LE32

(L-1210-Lymphoid-zellenleukämie)

Inaktiv (1 Test)*

3CDJ2

(Mamma-Tumor)

Inaktiv (1 Tst)*

55

*Resultate bisher nicht beweiskräftig

Regression von intraperitoneal implantierter Lymphozytenleukä-mie P388

Die Verbindung von Beispiel 1 wurde mittels des Standard National Cancer Institute Lymphocytic Leukemia P388 Primary Screen (NCI Protocol 1.200, Cancer Chemotherapy Reports,

Part 3, Band 3, Nr. 2, September 1972) getestet. Jeder Test (NCI 3PS 31) umfasste die Implantation der Leukämiezellen (American Journal ofPathology 33, Nr. 3, Seite 603, 1957) in sechs DBA/ 2-Mäuse, ein Geschlecht pro Experiment, wobei die männlichen Mäuse mindestens 18 g wogen und die weiblichen Mäuse mindestens 17 g wogen und alle Testtiere innerhalb eines Gewichtsbereiches von 3 g lagen. Die Testverbindung wurde durch intraperitoneale Injektionen in 0,1 ml-Dosen von verdünnter Aszites-Flüs-sigkeit (106 Zellen pro Dosis) verabreicht, beginnend einen Tag nach der Tumorimplantation und täglich 9 Tage lang fortgesetzt.

Die Testtiere wurden gewogen und die überlebenden Tiere au! einer regelmässigen Basis während eines Testzeitraums von 30 Tagen aufgezeichnet. Das Verhältnis der Überlebenszeit für die behandelten Tiere (T) und die Vergleichstiere (C) wurden bei verschiedenen Dosierungen bestimmt. Die Experimente wurden wie derholt, um die Reproduzierbarkeit zu beurteilen. Die Resultate sind in Tabelle IV zusammengefasst.

Tabelle IV Lymphozytenleukämie-P388-Test

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Dosis

T/C%

(mg/kg)

(Wiederholung)

400

117

200

138

130

100

107

114

50

88

107

In diesem Protokoll wird ein anfanglicher Wert von T/C, der gleich oder grösser als 125% ist, als erforderlich angesehen, um Aktivität zu beweisen, ein reproduzierbaren Wert von T/C, der gleich oder grösser als 125% ist, als weiterer Untersuchungswert angesehen und ein reproduzierbarer Wert von T/C, der gleich oder grösser als 175% ist, als signifikant angesehen. Aus den Daten, die in Tabelle IV gezeigt werden, ist ersichtlich, dass die Verbindung von Beispiel 1, wenn sie in einer Dosierung von 200 mg/kg verwendet wird, eine Aktivität zeigte, die weiterer Untersuchung wert war.

Regression von intraperitoneal implantierter Lymphoidzellenleu-kämie L1210

Proben der Testverbindung von Beispiel 1 wurden gemäss einem weiteren National Cancer Institute Protocol (NCI Protoco 1.100, Cancer Chemotherapy Reports, Part 3, Band 3, Nr. 2, Sep tember 1972) getestet, um die Wirkungen der Verbindung auf intraperitoneal implantierte L1210-Leukämie zu bestimmen (J. Nat'l. Cancer Inst. 13(5), 1328, 1953). Das Testprotokoll (NCI

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8

3LE 31) war ähnlich wie das obige Protocol 1.200 mit der Ausnahme, dass 105 L1210-Leukämiezellen in die Testtiere implantiert wurden. Die Testverbindung wurde täglich während eines Zeitraums von 9 Tagen verabreicht. Die Tests wurden bei verschiedenen Dosierungen und mit verschiedenen Anzahlen von Wiederholungen ausgeführt. Es ist statistisch bestimmt worden, dass in diesem Test ein anfanglicher T/C-Wert, der mindestens gleich

125% ist, erforderlich ist, um Aktivität zu beweisen, während ein reproduzierbarer Wert von T/C, der gleich oder grösser als 125% ist, weitere Untersuchung rechtfertigt. Ein reproduzierbarer Wert von T/C von 150% oder mehr wird in diesem Test als signifikante s Aktivität angesehen.

Die Resultate sind in Tabelle V zusammengefasst:

Tabelle V

Test mit intraperitoneal implantierter Lymphoidzellenleukämie L1210

Dosis T/C% T/C% T/C% T/C%

(mg/kg) (Wiederholung) (Wiederholung) (Wiederholung)

800

147

Toxisch

155

151

400

Keine Todesfalle

162

130

133

aufgezeichnet

200

114

120

113

127

100

107

106

111

50

111

102

Wie aus Tabelle V ersichtlich ist, zeigte die Verbindung von Beispiel 1 in dem Test mit intraperitoneal implantierter Lymphoidzellenleukämie bei Dosierungen von sowohl 800 mg/kg als auch 400 mg/kg eine signifikante Aktivität (reproduzierbarer Wert von T/C von 150% oder mehr).

Intraperitoneal implantiertes B16-Melanom

Die Verbindung von Beispiel 1 wurde ferner gegen ein intraperitoneal implantiertes B16-Melanom (Handbook on Geneti-cally Standardized Jax Mice. Roscoe B. Jackson Memorial Labo-ratory, Bar Harbor, Maine, 1962. Siehe auch Ann. NY Acad. Sei., Band 100, Teile 1 und 2 [Conference on the Biology of Normal andTypical Pigment Cell Growth of 1961], 1963.) gemäss dem National Cancer Institute melanotic Melanoma B16 Protocol 1.300 (Cancer Chemotherapy Reports, Part 3, Band 3, Nr. 2, September 1972.) [NCI 3B131] getestet. Ein Tumorbrei 1:10 wurde intraperitoneal in B6C3F1-Mäuse implantiert, wobei Testgruppen verwendet wurden, die den oben im Zusammenhang mit dem NCI Protocol 1.200 beschriebenen Kriterien genügten mit der Ausnahme, dass 10 Here pro Testgruppe verwendet wurden. Die Testverbindung wurde bei verschiedenen Dosen intraperitoneal verabreicht. Die Tiere wurden gewogen und die überlebenden Tiere auf einer regelmässigen Basis 60 Tage lang aufgezeichnet. Dann wurden die T/C-Werte berechnet, wobei die erhaltenen Resultate in Tabelle VI wiedergegeben sind.

Tabelle VI Melanom-B 16-Test

Dosis

T/C%

(mg/kg)

(Wiederholung)

800

150

Toxisch

400

155

176

120

200

137

140

157

100

129

115

134

50

124

106

25

111

35 In dem obigen Test wird ein T/C-Wert von über 125% als notwendig angesehen, um mässige Aktivität zu beweisen, und ein reproduzierbarer T/C-Wert, der gleich oder grösser als 150% ist, wird als signifikante Aktivität angesehen. Aus den in der obigen Tabelle VI angegebenen Daten ist ersichtlich, dass die Verbindung 4o von Beispiel 1 in dem Melanom-B 16-Test bei so niedrigen Dosierungen wie 200 mg/kg eine signifikante Aktivität aufwies.

Intraperitoneal implantiertes M5076-Aszites-Sarkom

Die Verbindung von Beispiel 1 wurde zusätzlich gegen ein 45 intraperitoneal implantiertes M5076-Sarkom gemäss dem National Cancer Institute 3M531 Protocol getestet.

1 x 106 Zellen von Aszites-Flüssigkeit wurden in die Testmäuse implantiert, wobei die Testverbindung, beginnend einen Tag nach der Implantation und danach an jedem vierten Tag bei 50 insgesamt vier Injektionen, verabreicht wurde. Die mittleren Überlebenszeiten als Prozentsätze der Vergleichsüberlebenszeit waren folgendermassen:

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Tabelle VII M5076-Sarkom-Test

Dosis T/C T/C T/C T/C

mg/kg (Wiederholung) (Wiederholung) (Wiederholung)

800

—

129

Toxisch

400

98

117

Toxisch

144

200

98

102

118

120

100

109

96

128

50

98

100

110

25

111

-

Arzneiträger'

99

1 Arzneiträger: 5% EtOH, 5% Cremophor, Kochsalzlösung

Die erfindungsgemässe Verbindung von Beispiel 1 wurde auch gemäss den folgenden National Cancer Institute-Testprotokollen in weiteren in vivo-Tests verwendet:

Protokoll Test

3C872 Subkutan implantiertes Colon-38-Karzinom

3LE32 Subkutan implantiertes L1210-Leukämie

3CDJ2 Subkutan implantiertes, in pathologische Stadien eingeteiltes Mamma-Adenokarzinom CD8F1

Die folgenden Resultate wurden erhalten: Tabelle VIII

Protokoll

Dosis

T/C%

3C8721

600

50

300

46

150

118

75

109

37,5

92

3LE322

800

Toxisch

400

108

200

104

100

109

50

94

3CDJ23

1000

22

500

128

250

81

125

114

62,5

101

31,25

104

1 In diesem Test wird ein Anfangs-T/C> 42 als notwendig angesehen, um mässige Aktivität zu beweisen.

2 Es gibt zurzeit keine spezifischen Normen für dieses Protokoll. Die Aktivität wird gemäss dem Protokoll 3LE31 gemessen, bei dem ein Anfangs-T/C> 125 mässige Aktivität anzeigt.

3 In diesem Test beweist eine mittlere Änderung des Tumorgewichts von < 20 Aktivität.

Die Verbindung von Beispiel 1 zeigt in den Suchtests 3C872, 3LE32 oder 3CDJ2 keine Aktivität.

Die vorliegende Erfindung stellt eine neue Klasse von 3-(2-Halogenalkyl)-1,4-oxathiin- und 2-(2-Halogenalkyl)-l,4-dithi-inderivaten zur Verfügung, die pharmakologische Aktivität bei der Regression und/oder Hemmung des Wachstums von Leukämie und einer Anzahl bösartiger Tumoren bei Menschen und Säugetieren zeigt.

G

Claims

674 366

■y

PATENTANSPRÜCHE

1. 3-(2-Halogenalkyl)-l,4-oxathiine und 2-(2-Halogenal-kyl)-l,4-dithiine der Formel:

r4,>s/'ï\^ RI

T £ (ji1'

R3 ,CH2CHCR2)X

worin

R] eine Alkylgruppe, die bis zu 4 KohlenstofFatome enthält, Çyclohexyl oder Phenyl bedeutet;

R2 Wasserstoff oder Ethyl bedeutet;

R3 und R4 jeweils Wasserstoff, Methyl oder Ethyl bedeuten und, wenn eines der Symbole R3 und R4 Methyl oder Ethyl bedeutet, das andere Wasserstoff bedeutet;

X Halogen bedeutet und

Y Sauerstoff oder Schwefel bedeutet und, wenn Y Schwefel bedeutet, R3 und R4 beide Wasserstoff bedeuten.
2. 1,4-Oxathiine nach Anspruch 1, worin Y Sauerstoff bedeutet und X Chlor bedeutet.
3. 1,4-Dithiine nach Anspruch 1, worin Y Schwefel bedeutet und X Chlor bedeutet.
4. Verbindungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin R2 Wasserstoff bedeutet.
5. Verbindungen nach Anspruch 1 oder 4, worin X Chlor bedeutet.
6. Verbindungen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin

Ri Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Phenyl bedeutet;

R3 Wasserstoff bedeutet;

R4 Wasserstoff oder Methyl bedeutet und

X Chlor bedeutet.
7. 1,4-Oxathiinnach Anspruch 1, nämlich 3-(2-Chlorethyl)-5,6-dihydro-2-methyl-l,4-oxathiin.
8. 1,4-Oxathiin nach Anspruch 1, nämlich 2,6-DimethyI-3-(2-chlorethyl)-5,6-dihydro-1,4-oxathiin.
9. 1,4-Oxathiin nach Anspruch 1, nämlich 2-Propyl-3-(2-chlorethyl)-5,6-dihydro-1,4-oxathiin.
10. 1,4-Oxathiin nach Anspruch 1, nämlich 2-Phenyl-3-(2-chlorethyl)-5,6-dihydro-1,4-oxathiin.
11.1,4-Dithiin nach Anspruch 1, nämlich 2-(2-Chlorethyl)-3-methyl-5,6-dihydro-1,4-dithiin.
12.1,4-Oxathiin nach Anspruch 1, nämlich 3-(2-Chlorbu-tyl)-5,6-dihydro-2-methyl-l,4-oxathiin.
13. Pharmazeutisches Präparat zum Herbeifuhren der Regression von Leukämie oder Tumoren, dadurch gekennzeichnet, dass es eine wirksame Menge einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 im Gemisch mit einem pharmazeutisch unbedenklichen, im wesentlichen nicht toxischen Träger oder Exci-piens enthält.
14. Pharmazeutisches Präparat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es eine wirksame Menge einer Verbindung nach Anspruch 2 im Gemisch mit einem pharmazeutisch unbedenklichen, im wesentlichen nicht toxischen Träger oder Exci-piens enthält.
15. Pharmazeutisches Präparat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es eine wirksame Menge einer Verbindung nach Anspruch 3 im Gemisch mit einem pharmazeutisch unbedenklichen, im wesentlichen nicht toxischen Träger oder Exci-piens enthält.
16. Pharmazeutisches Präparat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es eine wirksame Menge einer Verbindung nach Anspruch 4 im Gemisch mit einem pharmazeutisch unbedenklichen, im wesentlichen nicht toxischen Träger oder Exci-piens enthält.
17. Pharmazeutisches Präparat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es eine wirksame Menge einer Verbindung nach Anspruch 5 im Gemisch mit einem pharmazeutisch unbedenklichen, im wesentlichen nicht toxischen Träger oder Exci-piens enthält.
18. Pharmazeutisches Präparat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es eine wirksame Menge einer Verbindung nach Anspruch 6 im Gemisch mit einem pharmazeutisch unbedenklichen, im wesentlichen nicht toxischen Träger oder Exci-piens enthält.