CN1262683A

CN1262683A - 可溶性紫杉醇前药

Info

Publication number: CN1262683A
Application number: CN97182315A
Authority: CN
Inventors: G·迪格尼斯; K·H·科尔特莱特
Original assignee: Baker Cummins Pharmaceuticals Inc
Current assignee: Teva Branded Pharmaceutical Products R&D Inc
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 2000-08-09

Abstract

紫杉醇的新型2’－鎓盐作为前药可在哺乳动物患者体内产生紫杉醇。本发明公开了合成这些鎓盐的方法,以及治疗患者的紫杉醇敏感型疾病的方法,即给需要用紫杉醇治疗的患者施用有效量的适于给药的新型鎓盐或含有该盐的药物组合物。

Description

可溶性紫杉醇前药

本申请要求申请日为1996年6月4日，申请号为60/018,926的临时申请为优先权。

本申请引用包括在申请日为1996年5月21日的公开文献398748的内容。

本发明涉及作为抗癌药物紫杉醇的前药并且基本上是水溶性的化合物，以及含有这种前药的药物组合物和使用该组合物进行治疗的方法。

紫杉醇是从太平洋紫杉树(Taxus brevifolia)中分离出来的天然二萜烯产物，它是萜烃类紫杉烷家族的成员。它首先是由Wani等人在1971年分离得到(《美国化学学志》(J.Am.Chem.Soc.)，93：2325(1971))，他们用化学和X射线结晶学方法确定了它的结构。

美国已经批准紫杉醇可以临床使用，用于治疗顽固性卵巢癌(Markman等人，《耶鲁大学生物学和药物杂志》(Yale Journal ofBiology and Medicine)，64：583(1991)；McGuire等人，《国际药物年报》(Ann. Intern.Med.)，111：273(1989))。它对于几种肿瘤包括乳腺肿瘤的化疗是有效的(Holmes等人，《国家癌症研究所杂志》(J.Nat.Cancer Inst.)，83：1797(1991))，并且已经被批准用于治疗乳腺癌。对于治疗皮肤肿瘤(Einzig等人，Proc.Am.Soc.Clin.Oncol.，20：46)，以及头和颈癌变(Forastire等人，Sem.Oncol.，20：56(1990))，它也是有力的竞争者。该化合物还显示对治疗多囊肾病(Woo等人，《自然》(Nature)，368：750(1994))，以及肺癌和疟疾是有效的。

紫杉醇只是稍微溶解于水，这在开发适用于抗癌化疗的注射剂和滴注剂时已经出现很大的问题。因为紫杉醇的水不溶性，因此已经有人用CREMOPHOR EL^TM(聚乙氧基化蓖麻油)作为药物载体开发出一些用于静脉内(IV)滴注的紫杉醇制剂。例如，在NCl保护下，用于临床试验的紫杉醇已经被制成50％CREMOPHOR EL^TM和50％脱水乙醇的制剂。但是，CREMOPHOR EL^TM本身是有毒的，如果给狗进行静脉内给药，会产生血管扩张，呼吸困难，昏睡，高血压和死亡。还相信在紫杉醇给药期间观察到引起的过敏型反应。

为了提高紫杉醇的溶解性和开发较安全的临床制剂，人们直接研究合成紫杉醇类似物，其中2’和/或7位被能够提高水溶性的基团衍生。这些努力产生了前药化合物，这些化合物比其母体化合物的水溶性更好，但在作用时表现出细胞毒性。这些前药的一个重要类型是紫杉醇和docetaxel的2’-鎓盐，尤其是2’-甲基吡啶鎓乙酸盐(2’-MPA)(见Nico1aou等人，Angew.Chim.Int.Engl.，33：1583-1587(1994))。

最近我们已经发现，紫杉醇鎓盐2’-MPA紫杉醇很难制成基本上纯的形式，用科学文献和专利文献介绍的合成方法制备纯盐的产率非常低。这主要是因为这些合成方法最初产生的盐在具有紫杉醇(和少量其它杂质)的混合物中所占比例不超过65-70％。在含有过量乙酸根离子(例如乙酸铵)的溶剂中用HPLC紫杉醇被分离后，盐迅速分解，将HPLC流出物浓缩后，可将紫杉醇和非常少量的2’-MPA分离出。纯鎓盐前药的低产率是将其开发成商品药物的主要障碍，因为紫杉醇原料极其昂贵，因此，大量用其作为生产少量纯或基本上纯的前药终产物的原料是不合理的。

因此，需要既有较高水溶性和稳定性，又能用相对简单的方法以高产率和高纯度进行制备的改进的紫杉醇前药。

我们已经制备一些类似现有技术中紫杉醇2’-MPA的紫杉醇2’-鎓盐的紫杉醇前药，并试验了它们的溶解性和稳定性。这些鎓盐具有已知的2’-鎓盐没有表现过的令人意想不到的有益特征，它们包括2’-甲基吡啶鎓-甲磺酸盐，磷酸盐和碳酸氢盐。

可注射或口服给药的药物组合物可以制成含有新型鎓盐水溶液和任选其它可药用成分的制剂。所说组合物可以给患者通过例如静脉内滴注，批量(bolus)注射或口服给药，治疗紫杉醇敏感型癌症和肿瘤。

下面是紫杉醇的结构式：

紫杉醇

正如发明背景中所述，人们已经进行过制备可溶性紫杉醇衍生物的尝试(特别是Nicolaou等人)，即在母体化合物的2’位生成鎓盐，该衍生物在体内水解成活性药物。现有技术中所指的最优选鎓盐是紫杉醇的2’-甲基吡啶鎓乙酸盐(2’-MPA)，一方面是根据其药理学活性，另一方面是因为它毒性相对较小(超过紫杉醇的已知毒性)。

现有技术中公开的合成2’-MPA盐的方法可以生成纯盐含量不超过65-70％的干粉，干粉的其余部分为紫杉醇和其它少量杂质。但是，如果采用HPLC法用乙酸盐缓冲液对产物进行纯化，则从柱中洗脱出的2’-MPA在过量乙酸盐存在下会迅速分解，因此，只能回收到少量纯产物。因此我们考虑并合成了新的可溶性紫杉醇2’-鎓盐，作为紫杉醇的可溶性前药，可以不太困难地以高产率将其合成和纯化，而不象2’-MPA。这些盐具有下列结构式：

其中X^-是CH₃SO₃ ^-，H₂PO₄ ^-或HCO₃。

物理性质和药理学性质都令人特别感兴趣的盐是X^-是甲磺酸根(CH₃SO₃ ^-)的式I化合物，即有以下结构式的鎓盐：紫杉醇-2’-甲基吡啶鎓甲磺酸盐

式I盐可用下列一般方法从紫杉醇合成：1.将紫杉醇和2-氟-1-甲基-吡啶鎓甲苯磺酸盐(2-FMPT)溶解于基本上无水的有机溶剂如二氯甲烷中。2.将三乙胺或另一种季胺化合物形成试剂加到上述混合物中。3.将混合物在室温下搅拌或摇动，然后蒸发至干，最好是在真空下进行。将干燥的剩余物溶解于第二种有机溶剂如乙腈，生成适用于高效液相色谱(HPLC)的溶液，然后用同样溶剂和水的混合物作为初期的第一流动相进行反相色谱分离，在此期间，洗脱掉所有不含所需鎓盐终产物的馏分。4.将含有所需鎓盐的流出液用第二种流动相洗脱，第二种流动相由含有NaX(其中X在式I中定义)的第一流动相中同样水/有机溶剂混合物的溶液构成。5.收集含有所要鎓盐的流出液，浓缩并干燥(例如冻干)产生终产物剩余物。剩余物可以用适当的极性有机溶剂如二氯甲烷萃取进一步纯化。加入非极性溶剂(如己烷)使产物沉淀。6.蒸发溶剂，将剩余物干燥，得到纯化的产物。

本发明还涉及治疗哺乳动物肿瘤，癌症或其它紫杉醇敏感型疾病的方法，包括给所说患者施用含有治疗有效量的本发明紫杉醇鎓盐前药的药物组合物。可用本发明方法治疗的紫杉醇敏感型疾病包括癌症，肿瘤，恶性肿瘤，失控组织或组织损伤后造成的细胞增生，多囊肾病和疟疾。可以治疗的癌症有肝细胞癌，肝转移癌，胃肠道癌，胰腺癌，前列腺癌，肺癌和卡波奇氏肉瘤。

本发明前药可以通过静脉滴注，非静脉内注射，腹膜内注射和批量注射给药。该前药也可以适当的剂量形式单独或与其它提高口服生物利用度的药剂联合给患者口服给药，所谓联合给药指：(a)小于0.5小时之前、同时或小于0.5小时之后；(b)约0.5-72小时之前；或(c)同时采用(a)和(b)。这种提高生物利用度的药剂可以选自环孢菌素A至Z，(Me-IIe-4)-环孢菌素，二氢环孢菌素A，二氢环孢菌素C，乙酰基环孢菌素A，金雀异黄素，以及相关的异黄酮类，槲皮黄酮，卡尔氟汀(calphostin)，神经酰胺，吗啡和吗啡的同类物。优选的提高剂是环孢菌素A，环孢菌素C，环孢菌素D，环孢菌素F，二氢环孢菌素A，二氢环孢菌素C和乙酰基环孢菌素A。

新前药作为活性成分的药物组合物可以是任何可药用的口服，注射或静脉注射剂型。每个剂型中含有有效量的前药(新型紫杉醇-2’-鎓盐之一)和药用惰性成分，例如常用赋形剂，载体，填充剂，粘合剂，崩解剂，溶剂，助溶剂，甜味剂，着色剂，以及其它任何通常用于口服给药的药物剂型中所含无活性成分。合适的口服剂型包括片剂，胶囊剂，泡腾剂(caplet)，凝胶栓剂(gelcap)，丸剂，溶液，悬浮液或酏剂，粉剂，微化颗粒和渗透传送体系。可注射和静脉注射剂型包括等渗盐水溶液或含有适当缓冲剂和防腐剂的葡萄糖溶液。许多这样的剂型和载体以及非活性成分都是现有技术中已知的，并且可以在标准教科书，如《Remington药物学》(Remington’sPharmaceutical Sciences)，第17版(1985)上查到。

下面是将新型前药之一用作治疗药物的一些优点：1.给予的药物以药物水溶液形式可以贮存在无菌小瓶中，或以冻干粉末形式贮存在瓶中，使用前用生理盐水或5％葡萄糖水或其它生理上配伍的溶液稀释，然后给患者静脉内滴注。2.给予的药物可以冷冻的液体溶液形式贮存，在室温几小时后它会融化或解冻，然后将其直接用于患者。3.可将药物储存在Duplex^TM包(McGaw实验室)中，使用时打开密封，将粉末与溶剂，通常是生理盐水或5％葡萄糖水混合，然后直接给患者给药。4.由于药液中不含有Cemophor和任何溶解剂，而是含有盐水或葡萄糖溶液，所以不需要用抗过敏药物(类固醇，抗组胺药，H₂阻断剂)进行任何前驱给药。5.该药预计可以通过滴注进行静脉给药，滴注时间约1-120小时，剂量约100-300mg/m²，平均给药1-3周。优选的剂量是约3小时滴注约200mg/m²(个体所需剂量取决于患者的临床情况)。6.由于紫杉醇-2’-MPM和其它新盐的溶解性比紫杉醇高，所以，给每个剂量的液体体积比给紫杉醇的少，这就允许在相关疾病，如充血性心力衰竭，肾病或肾上腺类固醇分泌过度中给患者扩大体积使用这种药物。7.较大的水溶性使这种药可以高浓度给患病部位给药(如腹膜内注射)或直接给预计会血管生成(如血管成形术之后)部位给药。8.2’-MPM前药盐可以口服吸收并且可以一天口服一次或几次。如果需要，有或没有提高生物利用度药剂一起给药，以保证紫杉醇达到一定浓度(＞0.07μM)。9.将该前药以低剂量和短滴注时间(1-3小时)用于多种癌症(如乳腺癌，膀胱癌，卵巢癌，肺癌，食管癌和卡波奇氏肉瘤)的辅助治疗，因为紫杉醇被肿瘤细胞摄入较快，因而没有必要用助溶解前药的Cremophor保护。10.前药在可植入可生物降解的聚合物中是稳定的，因此可以通过手术的方法将其放到癌组织上或靠近癌组织的地方，这样前药缓慢释放并提供适当局部紫杉醇浓度。11.由于紫杉醇从前药到肝微粒体的传输速度可以不同于紫杉醇以前暴露于Cremophor的速度，因此，代谢产物(如紫杉醇代谢物M4和M5)的速度和程度可能与单独使用紫杉醇的不同。12.由于2’-MPM盐的极性和给患者给药后产生甲磺酸盐成分，将形成含巯基缀合物，它能干扰P 1290 kd糖蛋白或其它传输分子。这将导致细胞内有较高浓度的针对这个泵的抗癌药物。基于这个理由，可以想象2’-MPM在静脉或口服给药之后的抗肿瘤效果，它应该大于紫杉醇，特别是多种抗肿瘤药物的效果。

下列实施例将用以说明本发明新型鎓盐前药和制备它们的方法。但是，这些实施例不是要以任何方式限制本发明，或列出特定的起始原料、试剂、反应条件、纯化方法和为实现本发明而必须采用的任何其它详细方法。

实施例1

紫杉醇-2’-甲基吡啶鎓甲磺酸盐

在一个50ml圆底烧瓶中将360.2mg(0.422mmol)紫杉醇和155.4mg(0.5549mmol，1.31当量)2-氟-1-甲基吡啶鎓甲苯磺酸盐(FMPT)溶解于15ml无水二氯甲烷。将反应混合物在氮气氛下搅拌，并加入150μl(1.076mmol，2.55当量)三乙胺(TEA)。无色溶液变成浅黄色。再将反应混合物在室温搅拌70分钟，然后蒸发至干。

将剩余物(粗紫杉醇-2’-甲基吡啶鎓甲苯磺酸盐)溶解于5ml乙腈，然后在Waters 600E HPLC系统中用WatersμBondapak钢柱(19×300mm C18，流速为10ml/分钟)对1.25ml所得溶液进行色谱分离(共4次注射)。前12分钟流动相是76％乙腈和24％水。除了所要的产物之外洗脱掉所有其它产物，然后用76％乙腈和24％(7.5mmol)甲磺酸钠(NaCH₃SO₃)洗脱所要产物。

收集并冻干所有含有产物的流出液。用200ml二氯甲烷萃取剩余物。将溶剂蒸发至50ml，然后加入50ml己烷使产物沉淀。蒸发掉所有溶剂，用真空泵干燥剩余物1小时，得到所要的产物紫杉醇-2’-MPM，为白色固体，402mg(92％)，m.p.119℃分解，HPLC测定产物的纯度为98％。

实施例2

紫杉醇-2’-MPM之特征溶解性：将去离子水(0.5ml)分别加到三个2’-MPM样品(1.54mg，0.97mg和0.80mg)，并超声处理烧瓶1分钟。得到两个样品(0.97mg和0.80mg)的溶液，而最大的样品需要再加入0.1ml(去离子水)才能得到自由流动的溶液。目前，还没有测得该溶解度的上限。萃取：将三个样品(1.2，1.0和0.98mg)分别溶解于水(1ml)中，并与CH₂Cl₂(1ml)一起剧烈搅拌。将有机相移到一个干净的称重过的小瓶中，然后真空浓缩。将剩余物称重，然后与理论值比较，计算出萃取过程的效率。该萃取方法的平均回收率约为理论值的44％。水稳定性：分别测定在室温和冷藏条件下本前药在H₂O和0.2M NaCl中的稳定性。室温下以2分钟时间间隔(0至12分钟)，及在2小时和24小时测量样品在H₂O(0.54mg于2ml)和NaCl(0.57mg于2ml)中的情况。室温下样品在H₂O中的数据表明药物在2小时后相对没有变化，而24小时后药物浓度下降到56％。在4℃时药物浓度在24和48小时后没有发生变化，而到72小时后浓度降低到90％。在盐水溶液中，室温下前10分钟样品没有明显变化，2小时后降低1-2％，24小时后降低到70％。在4℃时药物浓度在24小时后没有变化，48小时后降到91％，72小时后降到88％。

实施例3

紫杉醇-2’-甲基吡啶鎓乙酸盐的稳定性

按照Nicolaou等人，Angew. Chim. Int. Engl.，33：1583-1587(1994)所述方法制备鎓盐紫杉醇-2’-MPA。将紫杉醇-2’-MPA(10.2mg)溶解于水(3.024ml)和聚乙二醇(1.234ml)溶液中，制成浓度为2.40mg/ml的盐溶液。将该溶液样品冷冻。让冷却的样品慢慢暖至室温，然后用CH₃CN(50μl)匀化。分出一份(50μl)，用去离子水稀释到200μl的最终体积，然后用HPLC(20μl注射)进行分析。

分析条件如下：柱： Vydak RP C18(#218TP54)，4.6mm×250mm

(5μm)流动相： 50％MeOH/80mM NH₄OAc流速： 1.5ml/分钟波长： 254nm运行时间： 45分钟结果：

用HPLC对新制备的2’-MPA衍生物的CH₃CN溶液(0.53mg/ml)进行分析，跟踪三个主要峰：

2’-MPA峰@28-30分钟(75％)

紫杉醇@38-40分钟(15％)

未知峰@42分钟(10％)

稳定性(室温)

1小时 6小时 18小时 42小时 66小时 90小时2’-MPA(％) 78 78 69 73 79 73紫杉醇(％) 14 14 * 17 13 15未知物(％) 8 8 * 10 8 12*二者共洗脱，产生一个大宽峰。

稳定性(4℃)

1小时 6小时 18小时 42小时 66小时 2周2’-MPA 85 75 73 79 73 79(％)紫杉醇 15 11 10 9 11 9(％)未知物 * 14 17 12 16 10(％)*无洗脱峰。

如实施例2所述，在4℃(冷藏条件)水溶液中2’-MPM鎓盐比2’-MPA盐稳定得多。虽然，在此温度18小时后MPA盐已经降到73％，而MPM盐在4℃24小时后基本上没有改变，甚至72小时后才降到88-91％。

实施例4

紫杉醇-2’-甲基吡啶鎓磷酸盐

根据实施例1所述同样步骤对于2’-MPM盐以粗2’-甲基吡啶鎓甲苯磺酸盐注入到HPLC柱中。将18mg甲苯磺酸盐注入到柱中。其它条件如下：柱条件：溶剂从50％CH₃CN和50％5mM NaH₂PO₄开始

用15分钟时间向70％CH₃CN梯度变化柱： Vydac prep.，2.2×25cm(10μm)流速： 9.0ml/分钟波长： 254nm

2. 55分钟后洗脱出紫杉醇。14.60分钟后洗脱出鎓盐紫杉醇-2’-甲基吡啶鎓磷酸盐(式I中X^-＝H2PO4^-的鎓盐)。

因此，已经表明我们提供了达到本发明各目的及采用符合实用条件的方法。

由于多种可能的方案可能由本发明制定，而多种变化可能由上述方案制定，所以，应该理解本文所述的所有事情被解释为说明性的而并不具限制意义。

所要求保护的新的及需要专利证书保护的内容在下列权利要求中指出。

Claims

1.紫杉醇-2’-甲基吡啶鎓甲磺酸盐。

2.紫杉醇-2’-甲基吡啶鎓磷酸盐。

3.紫杉醇-2’-甲基吡啶鎓碳酸氢盐。

4.制备具有下列结构式的紫杉醇的2’-鎓盐：其中，X^-是CH₃SO₃ ^-，H₂PO₄ ^-或HCO₃ ^-；所说方法包括：a)将紫杉醇和2-卤代-1-鎓甲苯磺酸盐溶解于基本上无水的有机溶剂中形成混合物；b)在混合物中加入季胺化合物形成试剂；c)搅拌或摇动混合物，然后蒸发，剩下无水剩余物；d)将无水剩余物溶解于第二种有机溶剂，制成适合于高效液相色谱(HPLC)的溶液；e)采用反相HPLC法，在HPLC柱中用所说第二种溶剂和水的混合物作为第一流动相进行初期的色谱分析，在此期间，从柱内洗脱掉不含所要鎓盐终产物的所有馏分；f)用第二流动相，即NaX在所说第二种溶剂和水的混合物中形成的溶液，其中X定义如上，从柱中洗脱出含有所要鎓盐产物的流出液。

5.根据权利要求4的方法，其中所说2-卤代-1-鎓甲苯磺酸盐是2-氟-1-甲基吡啶鎓甲苯磺酸盐。

6.根据权利要求4的方法，其中所说基本上无水的有机溶剂是二氯甲烷。

7.根据权利要求4的方法，其中所说季胺化合物形成试剂是三乙胺。

8.根据权利要求4的方法，其中所说第二种有机溶剂是乙腈。

9.根据权利要求4的方法，其中X^-是CH₃SO₃ ^-。

10.根据权利要求4的方法，其中X^-是H₂PO₄ ^-。

11.根据权利要求4的方法，其中X^-是HCO₃ ^-。

12.根据权利要求4的方法，其中含有所要鎓盐产物并从HPLC柱洗脱出来的所有流出液被收集起来，然后被浓缩并干燥成最终产物剩余物。

13.根据权利要求12的方法，其中所说最终产物剩余物通过在适当极性有机溶剂中萃取得到进一步纯化，然后加入非极性溶剂，沉淀出纯化的鎓盐终产物。

14.根据权利要求13的方法，其中所说极性溶剂是二氯甲烷，而非极性溶剂是己烷。

15.根据权利要求13的方法，其中所说的极性和非极性溶剂在沉淀出纯化的终产物后被蒸发掉，然后干燥所说的纯化的终产物。

16.治疗哺乳动物紫杉醇敏感型疾病的方法，包括给所说患者施用治疗有效量的具有以下结构式的紫杉醇的2’-鎓盐，其中，X^-是CH₃SO₃，H₂PO₄ ^-或HCO₃ ^-。

17.根据权利要求16的方法，其中X^-是CH₃SO₃ ^-。

18.根据权利要求16的方法，其中X^-是H₂PO₄ ^-。

19.根据权利要求16的方法，其中X^-是HCO₃ ^-。

20.根据权利要求16的方法，其中所说疾病选自下列疾病：癌症，肿瘤，恶性肿瘤，失控组织或组织损伤后造成的细胞增生，多囊肾病和疟疾。

21.根据权利要求20的方法，其中所说疾病是选自下列疾病的癌症：肝细胞癌，肝转移癌，胃肠道癌，胰腺癌，前列腺癌，肺癌和卡波奇氏肉瘤。

22.根据权利要求16的方法，其中所说鎓盐与有效量的能提高口服生物利用度的药剂联合给患者给药，所说药剂选自环孢菌素A至Z，(Me-IIe-4)-环孢菌素，二氢环孢菌素A，二氢环孢菌素C和乙酰基环孢菌素A。

23.根据权利要求22的方法，其中所说生物利用度提高剂选自环孢菌素A，环孢菌素C，环孢菌素D，环孢菌素F，二氢环孢菌素A，二氢环孢菌素C和乙酰基环孢菌素A。

24.根据权利要求22的方法，其中提高剂可以在以下时刻与鎓盐联合给药：a)约0.5-72小时之前，b)小于0.5小时之前、同时或小于0.5小时之后，或c)约0.5-72小时之前、及小于0.5小时之前、同时或小于0.5小时之后两种方案同时采用。

25.根据权利要求16的方法，其中所说鎓盐是给患者口服给药。

26.根据权利要求16的方法，其中所说鎓盐是给患者静脉内给药。

27.含有具有以下结构式的紫杉醇的2’-鎓盐的剂型，

其中，X是CH₃SO₃，H₂PO₄ ^-或HCO₃ ^-。

28.根据权利要求27的剂型，其中X^-是CH₃SO₃ ^-。

29.根据权利要求27的剂型，其中X^-是H₂PO₄ ^-。

30.根据权利要求27的剂型，其中X^-是HCO₃ ^-。

31.根据权利要求27的剂型，适于口服给药剂型，所说剂型选自片剂，胶囊剂，泡腾剂，凝胶栓剂，丸剂，溶液，悬浮液或酏剂，粉剂，微化颗粒和渗透传送体系。

32.根据权利要求27的剂型，含有所说鎓盐的水溶液的适于静脉内给药剂型。

33.根据权利要求32的剂型，其中所说水溶液是等渗盐溶液或葡萄糖溶液。

34.治疗哺乳动物紫杉醇敏感型疾病同时预防或降低高血压和过敏反应的方法，所说方法包括给所说患者施用治疗疾病有效量的权利要求4的紫杉醇-2’-鎓盐。