CZ2011640A3

CZ2011640A3 - Ftalazin-1-ylhydrazony a jejich pouzití k lécbe nádorových onemocnení

Info

Publication number: CZ2011640A3
Application number: CZ20110640A
Authority: CZ
Inventors: Kaplánek@Robert; Rak@Jakub; Král@Vladimír; Králová@Jarmila
Original assignee: Vysoká skola chemicko - technologická v Praze; Ústav molekulární genetiky AV CR, v.v.i.
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2013-04-17
Also published as: CZ303748B6

Abstract

Predmetem vynálezu jsou nové deriváty ftalazin-1-ylhydrazonu mající 2-hydroxyarylovou skupinu obecného vzorce I a jejich farmaceuticky vyuzitelné soli s anorganickými nebo organickými kyselinami. Tyto látky mají cytostatický úcinek a lze jich pouzít k príprave terapeutik pro lécbu nádorových onemocnení.

Description

Ftalazin-l-ylhydrazony a jejich použití k léčbě nádorových onemocnění.

Oblast techniky

Vynález se týká ftalazin-l-ylhydrazonů a jejich použití k léčbě nádorových onemocnění.

Dosavadní stav techniky

Heteroarylhydrazony vykazují díky dusíkovým a kyslíkovým donorním skupinám schopnost vázat ionty kovů, zejména železa. Tridentátní chelátory obsahují tri donorní skupiny. Heteroarylhydrazony vykazují v mnoha případech protirakovinné účinky [Z. D. Liu, R. C. Hider: Design

ΛΊ* of iron chelators with therapeutic application. Coord. Chem. Rev. 2002, 232, 151*171; T. F. Tam, R. Leung-Toung, W. Li, Y. Wang, K. Karimian, M. Spinoet: Iron Chelator Research: Past, Present, and

Future. Curr. Med. Chem. 2003,10, 983*995; J. L. Buss, B. T. Greene, J. Turner, F. M. Torti, S. V. Torti:

•11*

Iron Chelators in Cancer Chemotherapy. Curr. Top. Med. Chem. 2004, 4,1623x1635; D. R. Richardson: Molecular Mechanisms of Iron Uptake by Celíš and the Use of Iron Chelators for the Treatment of

12*

Cancer. Curr. Med. Chem. 2005,12, 2711*2729; D. S. Kalinowski, D. R. Richardson: The Evolution of

A2^ř

Iron Chelators for the Treatment of Iron Overload Disease and Cancer. Pharm. Rev. 2005, 57, 547* 583],

Princip jejich účinku je založen na ovlivnění funkce některých enzymů klíčových pro biosyntézu DNA a RNA (např. inhibice ribonukleotid reduktázy), na chelataci železa nutného pro růst rakovinných buněk a na redox systémech tvořených vzniklými Fe²7Ee³⁺ komplexy chelátorů, produkujících reaktivní kyslíkové částice, zejména hydroxylové radikály. Přesný mechanismus účinku většiny chelátorů dosud nebyl plně vysvětlen, předpokládá se kombinace výše uvedených vlivů [D. S. Kalinowski, D. R. Richardson: The Evolution of Iron Chelators for the Treatment of Iron Overload 12’

Disease and Cancer. Pharmacol. Rev. 2005, 57, 547*583; J. L. Buss, F. M. Torti, S. V. Torti: The Role of ku

Iron Chelation in Cancer Therapy. Curr. Med. Chem., 2003, 10, 1021*1034; D. R. Richardson: Iron chelators as therapeutic agents for the treatment of cancer. Crit. Rev. Oncol. Hematol. 2002,42, 267#« * · · • *

281; J. L. Buss, B. T. Greene, J. Turner, F. M. Torti, S. V. Torti: Iron Chelators in Cancer Chemotherapy. Curr. Top. Med. Chem. 2004, 4,1623*1635],

Ftalazin-l-ylhydrazony v medicinální chemii.

Bylo již připraveno několik derivátů ftalazin-l-ylhydrazinu s aromatickými aldehydy a ketony, které byly zkoumány z hlediska biologického účinku jako látky s antimikrobiální aktivitou [R. G. Shah, S. B. Bhawsar, A. R. Parikh: Studies on hydralazines. Part IX: Preparation and antimicrobial activity of l-(phthalazin-l'-yl-amino)-3-chloro-4-aryl-4H-(or 4-methyl)-2-azetidinone. J. Sci. Islám. Repub. Irán 1991, 2, 107*110], s antimykobakteriální aktivitou [D. Ranft, G. Lehwark-Yvetot, K. J. Schaper, A. Buge: Nl-Hetaryl-substítuted pyridine- and pyrazinecarboxamidrazones with antimycobacterial ať activity. Arch. Pharm. 1997, 330,169«172; K. J. Schaper, J. K. Seydel: Preparation of 2-acylpyridine a(N-heteroaryl)hydrazones and medicaments containing them. Patent WO 8<80^842 1988, 66 pp.j nebo antifungální aktivitou [Η. M. Faidallah, M. S. I. Makki, S. A. Basaif, S. B. Al-Masaydi: Synthesis and biological evaluation of some new triazolo- and triazinophthalazines. Afinidad 1998, 55, 202« 206],

Ftalazin-l-ylhydrazony byly také připraveny a testovány jako antimalarika [S. Sarel, E. N. Iheanacho, S. Avramovici-Grisaru: Growth inhibition of drug-resistant species of Plasmodium falciparum by domain structured Nl,N2-derivatized hydrazines: denticity effects, redox switches, and ať reductant-driven redox-cycling. Med. Chem. 2005,1,159*171; K. J. Schaper, J.K. Seydel: Preparation of 2-acylpyridine a-(N-heteroaryl)hydrazones and medicaments containing them. Patent WO 8^0^42 1988, 66 pp.], jako hypotensiva [T. Seki, T. Takezaki, R. Ohuchi, H. Ohuyabu, T. ishimori, K. Yasuda: Studies on agents with vasodilator and β-blocking activities. I. Chem. Pharm. Bull. 1994, 42, ať

1609/1616; P. Kubikowski, J. Majcherczyk, J. Szymanska: New hydrazinophthalazine derivatives of lť hypotensive activity. Acta Physiol. Pol. 1965, 16, 289*296; E. Kesler, S. Biniecki: Blocking the NH2 group in 1-hydrazinophthalazine with aromatic ketones and aldehydes. Acta Pol. Pharm. 1959, 16,

4**

93*101; S. Biniecki, A. Haase, J. Izdebski, E. Kesler, L. Rylski: Some derivatives of phthalazine and ať pyridazine as potential hypotensive agents. Bull. Acad. Pol. Sci. 1958, 6, 227*233; K. Yasuda, T. Takezaki, R. Ouchi, H. Oiabu, T. Seki, A. Izumi, N. Himori, T. Ishimori: Hydroxybenzylidenehydrazinophthalazine derivatives. Patent JP 57014579 1982, 4 pp.], derivát pyridoxalu IV jako antiparazitikum [S. Sarel, E. N. Iheanacho, S. Avramovici-Grisaru: Growth inhibition of drug-resistant species of Plasmodium falciparum by domain structured Nl,N2-derivatized hydrazines: denticity effects, redox switches, and reductant-driven redox-cycling. Med. Chem. 2005, « · · * · · * · « · · · · · • 4 ·· ····· i « a · · ««·· ·· < ♦ « · · «

• « « t

1, 159*171] či jako látka s aktivitou proti reaktivním karbonylovým sloučeninám [G. Vistoli, M. Orioli, A. Pedretti, L. Regazzoni, R. Canevotti, G. Negrisoli, M. Carin, G. Aldini: Design, Synthesis, and Evaluation of Carnosine Derivatives as Selective and Efficient Sequestering Agents of Cytotoxic Reactive Carbonyl Species. ChemMedChem 2009,4, 967*975].

Jediný dosud plně popsaný derivát ftalazin-l-ylhydrazinu s protirakovinným účinkem byl l-{2[fenyl(pyridin-2-yl)methyliden]hydrazinyl}ftalazin, který byl testován na lidských rakovinových liniích CCRF-CEM, Burkitt, HeLa, HT-28 a MEXF-276L [J. Easmon, G. Heinisch, G. Puerstinger, T. Langer, J. K. Oesterreicher, Η. H. Grunicke, J. Hofmann: Azinyl and Diazinyl Hydrazones Derived from Aryl NHeteroaryl Ketones: Synthesis and Antiproliferative Activity. J. Med. Chem. 1997, 40, 4420*4425]. Deriváty ftalazin-l-ylhydrazonů se substituovanými pyridylovými skupinami byly patentovány jako látky s potenciálním využitím pro léčbu maligních nádorů [KJ. Schaper, J.K. Seydel Preparation of 2acylpyridine a-(N-heteroaryl)hydrazones and medicaments containing them. Patent WO 880^42 1988, 66 pp.]

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu jsou deriváty ftalazin-l-ylhydrazonů mající 2-hydroxyarylovou skupinu obecného vzorce I,

kde Y je H, CH₃, CH₂CH₃,

R1 R2, R3, R4 jsou H, OH, alkyl s 1 až 3 uhlíkovými atomy, allyl, halogen, CH₂OH, OCH₃, OCH₂CH₃, CF₃,

CN, COOCH₃, COOCH₂CH₃, NO₂, SCH₃, N(CH₃)₂, N(CH₂CH₃)₂, nhch₃, NHCOCH₃, i t ' · < fit

Rl, R2 nebo R2, R3 nebo R3, R4 jsou CH=CH-CH=CH (přikondenzované benzenové jádro), s výjimkou látek, pro něž platí, že Y je H a R1-R4 je H nebo R1,R3 a R4 = H a R2=OH , nebo R1,R2 a R4= H a R3 = OH nebo R3, R4 = CH=CH-CH=CH (přikondenzované benzenové jádro);

a látek, pro něž platí, že Y je CH₃ a R1-R4 je H nebo R1,R2 a R4 je H a R3 je CH₃ nebo R1,R3 a R4 = H a R2=OH, nebo R1,R2 a R4= H a R3 = OH nebo Rl, R2 a R3 = H a R4 je OH.

Předmětem vynálezu jsou dále vpředu uvedené deriváty ftalazin-l-ylhydrazonů obecného vzorce l a jejich soli s anorganickými nebo organickými kyselinami vybranými ze skupiny tvořené hydrofluoridy, hydrochloridy, hydrobromidy, hydrojodidy, hydrogensulfáty, sulfáty, monohydrogenfosfáty, dihydrogenfosfáty, fosfáty, nitráty, tosyláty, mesyláty, trifláty, mravenčany, octany, trifluoracetáty, propionáty, laktáty a vínany. Tyto látky mají cytostatické účinky a lze je použít pro přípravu terapeutických systémů k léčbě nádorových onemocnění.

/

Přehled obrázků /** rykrtctizk

Obrázek 1 znázorňuje závislost spekter derivátu 5MeSA-HLZ na pH.

Obrázek 2 znázorňuje závislost absorbance při čtyřech vlnových délkách (292, 370, 380, 417 nm) na pH.

Obrázek 3 znázorňuje titraci 5MeSA-HLZ železitými ionty (tzn. změnu UV spekter 5MeSA-HLZ v závislosti na množství přidaných Fe³⁺ iontů; 0->l ekv.).

Obrázek 4 znázorňuje titrační křivku pro titraci 5MeSA-HLZ železitými ionty (0Ί ekv.) se stanovením stechiometrie komplexu.

Obrázek 5 znázorňuje infračervené spektrum 5MeSA-HLZ; spektrum bylo změřeno v KBr tabletě.

Příprava ftalazin-l-ylhydrazonů obecného vzorce I, jejich stabilita v roztoku, komplexační a protinádorové vlastnosti jsou doloženy následujícími příklady, aniž by jimi byly jakkoliv omezeny.

• · • · • · · » ’

Příklady provedení přípravy nových sloučenin a jejich vlastností.

Příklad 1. Příprava 4-methyl-2-{[2-(ftalazin-l-yl)hydrazinyliden]methyl}fenolu (5MeSA-HLZ), spadající pod obecný vzorec I.

Ftalazin-l-ylhydrazin hydrochlorid (hydralazin hydrochlorid) a 5-methyl-2hydroxybenzaldehyd byly smíchány v molárním poměru 1:1 jako ethanolické roztoky. Směs byla míchána při 70°C po dobu 24 h. Po ochlazení byl krystalický produkt odfiltrován, promyt ethanolem a pak diethyletherem a vakuově sušen. Výtěžek chelátoru byl 70%.

^XH NMR (DMSO-d6) δ: 2,27 (s, 3H); 6,87 (d, 1H, J = 8,4 Hz); 7,14 (d, 1H, J = 8,4 Hz); 8,18 (m, 4H); 9,02 (s, 1H); 9,21 (s, 1H); 10,17 (s, 1H) ppm.

Elementární analýza: Ci₆H₁₅CIN₄O; vypočteno / nalezený C: 61,05 / 60,98%; H: 4,80 / 4,90%; N: 17,80/17,73%.

Příklad 2. Příprava 2-{[2-(ftalazin-l-yl)hydrazinyliden]methyl}-6-(prop-2-en-l-yl)fenolu (ASA-HLZ), spadající pod obecný vzorec I.

Ftalazin-l-ylhydrazin hydrochlorid (hydralazin hydrochlorid) a 3-allyl-2-hydroxybenzaldehyd byly smíchány v molárním poměru 1:1 jako ethanolické roztoky. Směs byla míchána při 7Q’C po dobu 24 h. Po ochlazení byl roztok naředěn diethyletherem a pevný produkt byl odfiltrován, promyt diethyletherem a vakuově sušen. Výtěžek chelátoru byl 82%.

^XH NMR (DMSO-d6) δ: 3,41 (d, 2H, J = 8,4 Hz); 5,06 (m, 2H); 5,97 (m, 1H); 6,94 (m, 1H); 7,23 (d, 1H, J =

6,9 Hz); 7,84 (m, 1H); 8,16 (m, 3H); 8,99 (s, 1H); 9,11 (m, 1H); 9,32 (s, 1H); 9,63 (bs, 1H) ppm.

Elementární analýza: C₁₈H₁₇CIN₄O; vypočteno / nalezen

C: 63,44 / 63,07%; H: 5,03 / 5,11%; N:

16,44 / 16,30%.

Příklad 3. Příprava 5-methoxy-2-{[2-(ftalazin-l-yl)hydrazinyliden]methyl}fenolu (4MeOSA-HLZ), spadající pod obecný vzorec I.

Ftalazin-l-ylhydrazin hydrochlorid (hydralazin. hydrochlorid) a 4-methoxy-2-hydroxybenzaldehyd byly smíchány v molárním poměru 1:1,1 jako ethanolické roztoky. Směs byla • · ♦ · t s · ·I « · * · · * • · 4 ·· • · ····· ·1 _ ._····I (j 4 « · · * · · · ····«»-·»míchána při 70°C po dobu 24 h. Po ochlazení byl roztok odpařen do sucha, odparek byl suspendován v diethyletheru. Pevný produkt byl odfiltrován, promyt diethyletherem a vakuově sušen. Výtěžek chelátoru byl 87%.

^XH NMR (DMSO-d6) δ: 3,78 (s, 3H); 6,55 (m, 2H); 8,19 (m; 3H); 8,30 (m, 1H); 9,03 (m, 2H); 9,17 (s, 1H); 10,55 (S, 1H) ppm.

Elementární analýza: C₁₅Hi₅CIN₄O2; vypočteno / nalezený C: 58,10 / 58,01%; H: 4,57 / 4,51%; N: 16,94 / 16,86%.

Příklad 4. Stabilita ftalazin-l-ylhydrazonů v roztoku.

Tento typ látek může za určitých podmínek podléhat hydrolýze na výchozí komponenty. Pro jejich případné využití ve veterinární či humánní medicíně je nezbytné, aby byly po určitou dobu (obvykle 1-7 dní) stabilní ve vodě či směsi vody s organickými rozpouštědly (zejména dimethylsulfoxidem, jež se u špatně rozpustných látek používá pro jejich převedení do roztoku a následnou aplikaci).

Zředěné roztoky látek uvedených v příkladech 1-3 v čisté vodě a ve směsi dimethylsulfoxid/voda (1:1, v/v) jsou stabilní po dobu více než 10 dní při pH = 5, při pH = 7,4 i při pH = 9 (jejich UV-Vis spektra jsou po celou dobu neměnná). Látky uvedené v příkladech 1-3 jsou stabilní v roztoku deuterovaného dimethylsulfoxidu po dobu více než 1 měsíc (jejich ^XH NMR spektra jsou po celou dobu neměnná).

Příklad 5. Závislost protonace ftalazin-l-ylhydrazonů na pH

Látky tohoto typu mají několik protonovatelných a deprotonovatelných center (dusíkové atomy a skupiny, hydroxyskupiny). Jejich protonace je závislá na pH prostředí a ve svém důsledku ovlivňuje vlastnosti látky, zejména rozpustnost, schopnost vázat ionty kovů (stechiometrie, konstanta stability) či procházet biologickými membránami.

2-[(Ftalazin-l-ylhydrazono)methyl]fenoly jsou v roztoku dimethylsulfoxid-voda (1:1 v/v) při pH < 3 dvojnásobně protonované (H₂B ), v rozmezí pH 3»8 jsou monoprotonované (HB⁺) a při pH > 8 se v roztoku vyskytují jako volná báze (B).

t « * k «li»« » t . e « » t ** i « i « t Λ · · ·· i i » » « ·<

' i t · t ll <· ··»»»

Obrázek 1 znázorňuje závislost spekter derivátu 5MeSA-HLZ na pH. Dochází ke změně absorbance maxima při 290 nm; se zvyšujícím se pH dochází k posunu druhého maxima z 370 nm k 420 nm. Obrázek 2 znázorňuje závislost absorbance při čtyřech vlnových délkách (292, 370, 380, 417 nm) na pH. Ze závislosti byly určeny pH, při kterých dochází ke změně protonace (inflexní body na křivkách).

Příklad 6. Komplexační vlastnosti.

Jedním z předpokládaných mechanismů účinku tohoto typu látek je chelatace železa nezbytného pro funkci, růst a dělení rakovinných buněk (rychle rostoucí rakovinné buňky potřebují řádově větší množství železa než zdravé buňky).

UV/Vis titrace 4-methyl-2-{[2-(ftalazin-l-yl)hydrazinyliden]methyl}fenolu (5MeSA-HLZ) s chloridem železitým ukázala, že 2-[(ftalazin-l-ylhydrazono)methyl]fenoly tvoří se železitým iontem komplex 2:1 o konstantě stability K₂.i = 1,4 x 10¹¹. Titrace byla provedena ve směsi dimethylsulfoxid- voda (1:1 v/v) při pH = 7,4. Stechiometrický poměr byl stanoven z absorbancí při vlnové délce 441 nm. Obrázek 3. znázorňuje titraci 5MeSA-HLZ železitými ionty (tzn. změnu UV spekter 5MeSA-HLZ v závislosti na množství přidaných Fe³⁺ iontů; Orí ekv.). Obrázek 4 znázorňuje titrační křivku pro titraci 5MeSA-HLZ železitými ionty (Orl ekv.) se stanovením stechiometrie komplexu.

Byly připraven pevný komplex 4-methyl-2-([2-(ftalazin-l-yl)hydrazinyliden]methyl}fenolu (5MeSA-HLZ) s železitými ionty v poměru ligand:Fe³⁺ 2:1. Obrázek 5 znázorňuje infračervená spektra samotného 5MeSA-HLZ a komplexu 5MeSA-HLZ s železitými ionty v poměru 2:1; spektra byla změřena v KBr tabletách.

Příklad 7. Protirakovinné vlastnosti.

Byly provedeny testy derivátů ftalazin-l-ylhydrazonů na dvou rakovinných liniích: promyelocytární leukémii HL60 a karcinomu mléčné žlázy 4T1. V Tabulce 1 jsou uvedeny příklady struktur a koncentrace ftalazin-l-ylhydrazonů inhibující buněčnou viabilitu nádorových buněčných linií na 50% během 48 h inkubace uvedená jako IC₅₀ (μΜ) ± SD.

Tabulka 1.10₅ο(μΜ) pro vybrané ftalazin-l-ylhydrazony obecného vzorce I • « • ·

i t

«

Y = H; R1 = OMe; R2 = R4 = H; R3 = N0₂	0,7 ±0,1	3,0 ±0,2
Y = H; R1 = OMe; R2 = R4 = H; R3 = Br	1,8 ± 0,3	2,2 ±0,1
Y = Me; R1 = R2 = OMe; R3 = R4 = H	>10	> 10
Y = H; R1 = R3 = Cl; R2 = R4=H	2,2 + 0,1	2,8 ±0,2
Y = H; R1 = Br; R2 = R4 = H; R3 = Cl	1,7 ± 0,2	2,8 ±0,25
Y = H; R1 = R3 = Br; R2 = R4 = H	2,6 ±0,3	5,5 ±0,55

Jako nejúčinnější se ukazují deriváty nesoucí elektronakceptorní skupiny, tedy deriváty znázorněné obecným vzorcem I, kde Y = H a R1 = R2 = R4 = H, R3 = NO₂; Y = H a R1 = R2 = R4 = H, R3 = COOMe; Y = H a Rí = OMe; R2 = R4 = H; R3 = NO₂. Látky vykazující inhibiční aktivitu > 10 μΜ byly považovány za méně účinné. Všechny deriváty vykazovaly vyšší inhibiční aktivitu vůči promyelocytárni leukémii HL60 než vůči karcinomu mléčné žlázy 4T1.

Průmyslové využití

Vynález je využitelný ve farmaceutickém průmyslu, k přípravě nových léčiv a k léčbě rakoviny.

Claims

1. Deriváty ftalazin-l-ylhydrazonů mající 2-hydroxyarylovou skupinu obecného vzorce I, kde Y je H,CH₃, CH₂CH₃

Ri, ^R2, R3, R4 jsou H, OH, alkyl s 1 až 3 uhlíkovými atomy, allyl, halogen, CH₂OH, OCH₃, OCH₂CH₃, CF₃, CN, COOCH₃, COOCH₂CH₃, NO₂, SCH₃, N(CH₃)₂, N(CH₂CH₃)₂, nhch₃, nhcoch₃,

Ri, R₂ nebo R₂, R₃ nebo R₃, R₄ jsou CH=CH-CH=CH (přikondenzované benzenové jádro), s výjimkou látek, pro něž platí, že Y je H a R1-R4 je H nebo R1,R3 a R4 = H a R2=OH , nebo R1,R2 a R4= H a R3 = OH nebo R3, R4 = CH=CH-CH=CH (přikondenzované benzenové jádro);

a látek, pro něž platí, že Y je CH₃ a R1-R4 je H nebo R1,R2 a R4 je H a R3 je CH₃ nebo R1,R3 a R4 = H a R2=OH , nebo R1,R2 a R4= H a R3 = OH nebo Rl, R2 a R3 = H a R4 je OH.

2. Použití látek obecného vzorce I podle nároku 1 a jejich farmaceuticky využitelných solí s anorganickými nebo organickými kyselinami vybranými ze skupiny tvořené hydrofluoridy, hydrochloridy, hydrobromidy, hydrojodidy, hydrogensulfáty, sulfáty, monohydrogenfosfáty, dihydrogenfosfáty, fosfáty, nitráty, tosyláty, mesyláty, trifláty, mravenčany, octany, trifluoracetáty, propionáty, laktáty, vínany, pro přípravu léčiva pro léčbu rakoviny.

3. Použití látek obecného vzorce I podle nároku 1 a jejich farmaceuticky využitelných solí pro přípravu terapeutických systémů k léčbě nádorových onemocnění.