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Verfahren zur Herstellung von neuen Alkylsulphonyloxyderivat en.
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Es wurde gefunden, das Verbindungen, welche aus 3 bis 6 Kohlenstoffatome
enthaltenden Alkanketten bzw. Oxyalkanketten bestehen, deren ein oder zwei Kohlenstoffatome
mit der Gruppe R-SO2-O-CH2-CH2-NH- I. substituiert sind Cwo R einen Alkylrest mit
1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeutet), eine cytostatische Wirkung aufweisen.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
die Herstellung
dieser Verbindungen und deren Salze durch Ausbildung von einer oder zwei ß-Alkylsulphonyl-oxyäthylaminogruppen
auf 3-6 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkanen oder Oxyalkanen.
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Es ist vcrteilhaft, Verbindungen hersustellen, in welchen die Bedeutung
von R eine Methyl-, Aethyl-, Propyl-, oder Tsopropylgruppe ist.
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Als Alkanverbindungen verwendet man zweckmässig Propan, Butan, Pentan,
Hexan, Isohexan oder deren Derivate. Als Oxyalkanverblndungen kennen Zuckeralkohole
oder Zucker verwendet werden, z.B.
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Erythrit, D- und L-Mannit, D-3orbit, L-Idit, D-Glucose, L-Sorbose,
usw., bzw. deren Derivate.
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Die Substitution der Alkankette bzw. der Oxyalkankette erfolgt zweckmässig
an ein oder zwei endstAndigen Kohlenstoffatomen.
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Es ist vorteilhaft, wenn man bei Verwendung von Zucker oder'Zuckeralkoholderivaten
als Ausgangsstoffe Verbindungen verwendet, deren Hydroxyl gruppen zum Teil oder
ganz mit schützenden Gruppen, wie z. B. mit Acetal-, oder Aoyloxygruppen versehen
worden sind. Nach erfolgter Ausbildung der Alkylsulphonyl-oxyäthylaminogruppe können
in diesen Fä1-len die schützenden Gruppen mit an sich bekannten Methoden entfernt
werden, z. B. mit saurer Hydrolyse.
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Bei einer Ausfuhrungsform des Verfahrens nach der Erfindung werden
als Ausgangsstoffe Alkane, oder Oxyalkane verwendet, die an ein oder zwei
Kohlenstoffatomen
mit der Gruppe - -CH2-CH2-OH substituiert sind. Diese Verbindungen oder deren Salse
können durch Umsetzung mit einem Alkylsulphonylierungsmittel in das erwünschte Produkt
überführt Werden. Als Alkylsulphonylierungsmittel können zu diesem Zweck vor allem
entsprechend alkylsubstituierte Sulphosäureanhydride und Sulphonsäurehalogenide
verwendet werden, wie a,B, das Methansulphonsäureanhydrid, Aethansulphonsäureanhydrid,
Methansulphosäurechlorid, Aethansulphonsäurechlorid usw.
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Eine andere Ausführungsform des Verfah rens nach der Erfindung ist
die saure Hydrolyse von Alkanen oder Oxyalkanen, welche auf ein oder zwei Kohlenstoffatomen
mit der Gruppe
substituiert sind (wo R1 eine leicht hydrolysierbare Schutzgruppe bedeutet), wodurch
die Gruppe X1 abgespalten wird. Eine Schutzgruppe dieser Art ist zum Beispiel die
Trityl-, oder die Isobutoxy-carbonyl-Gruppe.
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Eine weitere Ausführungsform des Verfah rens nach der Erfindung ist
das Umsetzen von auf ein oder zwei Kohlenstoffatomen mit einer p-Halogen-äthylaminogruppe
substituierten Alkan- bzw.
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Oxyalkanverbindunge mit einem Salz einer Alkylsuiphonsäure, zweckmässig
mit einem Schwermetall salz. Es ist zweckmässig, bei dieser Reaktion ein polares
Lösungsmittel, z.B. Acetonitril oder Methan nol zu verwenden. As Schwermetallsalze
können zum Beispiel Silbermethansulphonat, oder Bleimethansulphonat gebraucht werden.
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Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung
ist das Umsetzen von Alkan-oder Oxyalkanverbindungen, die auf ein oder zwei Kohlenstoffatomen
mit einer Aethyleniminogruppe substituiert sind, mit einer entsprechenden Alkylsulphonsäure.
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Weitere Einzelheiten des Verfahrens sind aus den Beispielen zu entnehmen.
Die nach der Erfindung hergestellten Verbindungen zeichnen sich neben ihrer cytostatischen
Wirkung durch ihre geringe Toxizität aus.
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Beispiel 1 139g Silbermehansulphonat werden in 960 mi wasserfreiem
Acetonitril gelöst, worauf unter Umrühren 62,5 g ein verteiltes, 1,6-bis-ß--Bromäthylamino-1,6-didesoxy-D-mannit-dibromhydrat
zugesetzt werden (siene Nature Vol 183 (1959) S.394).
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Das Reaktionsgemisch wird 10-13 Stunden lang unter intensivem Umrühren
gekocht, Hierauf wird das Reaktionsgemisch abgekühlt; der ausgefallene Niederschlag,
der
ausser dem Produkt auch Silberbromit enthält, wird abgenutscht und mit Acetonitril
ausgiebig gewaschen. Der Nutschkuchen wird hierauf mit 200 ml Methancl digeriert,
worauf das Silberbromid warm filtriert und mit 100 ml heissem Methanol nachgewaschen
wird. Das Filtrat wird durch Einleiten von Schwefelwasserst@ff vom Silber befreit,
worauf das Methanol schon@nd abgetrieben wird. Der Rückstand ist ein teils kristalliner,
honigartiger Stoff, welcher in wenig Wasser aufgenommen und mit warmem AEthanol
gefällt nach einigem Reiben kristallisiert. Die erhaltenen Nadelkristalle werden
filtriert, mit Alkohol gewaschen und über Schwefelsäure im Exsiccator getrocknet.
Es werden 56,5 g 1,6-bis-beta-Methansulphonyl-oxyäthylamino-1,6--didesody-D-mannit-dimethansulphonat
erhalten. Das Produkt enthält 1-2 I*Iole Kristallwasser.
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Nach Einengen der Acetoni-tril enthaltenden Mutterlauge kann das
Silbermethansulphonat, welches im Überschuss verwendet wurde, regeneriert werden,
Der kristalline Rückstand wird abgenutscht, mit wenig Methanol gewaschen, worauf
das @egenerierte Silbermethan-sulphonat erhalten wird.
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Das Filtrat wird durch Einleiten von Schwefelwasserstoff vom Silber
befreit, worauf unter vermindertem Druck das Lösungsmittel abgetrieben wird, Der
RUckstand wird aua wässerigem Aethanol um
kristallisiert Es werden
weitere 7-8 g des Produktes erhalten.
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Die beiden Fraktionen des Produktes werden vereinigt und aus wässerigem
Alkohol wiederholt umkristallisiert. Es werden insgesamt 56,9 g des Produktes erhalten.
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Das methansulphonsaure Salz ist zur Aifnahme von Kristallwasser geneigt.
Aus wasserfreiem LösungsmitteL z. B aus Acetonitril oder aus einem Gemisch von Acetonitril
und Methanol kann das Produkt nach mehrmaligem Umkristallisieren frei von Kristallwasser
erhalten werden. Nach Trocknen bei 60-800a in Vacuum über Schwefelsäu-re schmilzt
dieses Produkt bei 114-1150C (α/20D = + 8.130/ /c@l in Methanol). Das Produkt
ist in Gegenwart von Luft unbeständig; es nimmt sehr rasch 1 Mol Kristallwasser
auf und nach längerem Stehen weiter 1 Mol Kristallwasser, wobei zugleich das Sinken
des Schmelzpunktes beobachtet werden kann.
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Eine konzentrierte wässerige oder Methanollösung des methansulphonsauren
Salzes werden mit einem ttberschuss einer wässerigen Oxalsäure idaung vereinigt,
worauf das Dioxalat des 1,6-bis--ß-Methansulphonyl-oxyäthylamino-1,6-didesoxy-D--mannits
in Form von weisen Kristallen anfällt.
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F: 177°C (unter Zersetzung): (α/20D = + 8,98°/ (o@l in Wasser).
Dieses Produkt kann aus Wasser
oder aus wässerigem Methanol umkristallisiert
werden. Die Elementaranalyse des Produktes entspricht den berechneten Werten.
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Das Oxalatsalz wird in Wasser gelöst, worauf die gesättigte wässerige
Lösung mit einer gesättigten wässerigen Kaiziumchloridiösung vermischt wird. Das
ausgefallene Kalziumoxalat wird abgenutscht und das Filtrat wird in einem Wasserbad
von 40°C unter vermindertem Druck eingeengt. Nach Zusetzen von warmem Aethanol wird
abgekühlt, worauf das 1,6-bis-beta-Methanoulphonyläthylamino-1,6-didesoxy-D-mannit-dichlorhydrat
in Form von weissen Nadelkristallen, ausfällt, welches filtriert und gründlich mit
Aethanol ausgewaschen wird. F s 14?-143°C; (α/20D= + 12.37°/o=1 in Wasser).
Dieses Produkt kann aus wässerigem Alkohol umkristallisiert werden. Die Elementaranalyse
des Produktes entspricht den Werten der angegebenen Formel.
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Beispiel 2 29. g Silberäthansulphonat werden in 190 ml wasserfreiem
Acetonitril gelöst, worauf unter Umrühren 12,5 g fein verpulvertes 1,6-bis-#--Bromäthylamino-1,6-didesoxy-D-mannit-dibromhydrat
zugesetzt werden. Das Reaktionsgemisch wird 14 Stunden lang unter mlldem Kochen
gründlich umgerührt. Nach beendigter Reaktion wird das Silberbromid abgenutscht.
Die Menge des Silberbromide entsprichtider
theoretisch berechneten
Quantität. Das Filtrat wird im Vacuum eingeengt, der Rückstand wird in Methanol
gelöst und durch Einleiten von Schwefelwasserstoff vom Silber befreit. Nach Filtrieren
des Silbersulphids wird das Filtrat im Vacuum schonend eingeengt, worauf der Rückstand
mit einer Lösung von 20 g Oxalsäure und 110 ml Wasser vermischt wird. Nach Abkühlen
wird ein kristallines Produkt erhalten, dessen Gewicht trocken 11,8 g beträgt. In
Wasser von 70°C gelöst wird von Ungelöstem abgenutscht und das Filtrat wird schnell
abgekühlt, worauf die ausgefallenen Kristalle isoliert werden. Es werden 10,6 g
1,6--bis-ß-Aethansulphonyl-oxyäthylamino-1,6-=didesoxy--D-mannit-dioxalat erhalten.
F : 148-149°C (Zersstzung); $#35/20D = 10,6/c=1, in Wasser). Die ElementaranalyBs
des Produktes entspricht etwa den theoretisch berechneten Werten.
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Das Oxalatsalz wird in Wasser gelöst, worauf der gesättigten, wässerigen
Lösing ein Überschuss einer gesättiogten wässerigen Lösung von Kalziumchlorid auge
setzt wird. Nach Abkühlen wird das ausgeschiedene Kalziumoxalat abgenutscht.
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Das Filtrat wird in Vacuum schonend eingsengt und wird RU¢tand wirt
mit Alkohol verwetzt. Die aus. gefallenen Nedelkistalls warden abgentuscht und mit
Wasser gewaschen, bis die Kalzium-Tohrsaktion
negativ gefunden
wird. Es wird das Dichlorhydrat von 1,6-bis-ß-Aethansulphonyl-oxyäthylamino-1,6--didesoxy-D-mannit
erhalten. F t 141-143°C (Zersetzung); (α/D20 = 10.88°/ c=1 in Wasser). Die
Elementaranalyse der Verbindung entspricht praktisch den berechneten Werten.
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Beispiel 3 6.4 g 1,6-bis-Aethylenimino-1,6-didesoxy-3,4-monoacetono-D-mannit
(naturwissenschaften 42. /1955/582) werden in 8 ml Aethanol gelöst.
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Die Lösung wird unter Umrühren und Kühlung bei OOC einem Gemisch von
20 g Methansulphonsäure und 20 ml Wasser zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wird über@acht
bei 5-10°C gehalten. Nach Zusetzen von wasserfreiem Aethanol fällt ein öliger Niederschlag
aus, von welchem die Lösung dekantiert wird. Anschliessend wird das Öl öfters mit
Aethanol übergossen und geknetet, worauf es allmählich krist@-lisiert. Das erhaltene
Produkt wird in etwas Waser gelöst die Lösung wird filtriert, worauf nach Zusetzen
von Aethanol das Dimethansulphonat des 1,6-bis-3-Methansulphonyloxyäthyl a mino-1,6-didesoxy-D-mannits
in Nadelkristallen ausfällt.
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Die Elementaranalyse des Produktes antspricht den für die Formel berechneten
Werten.
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Beispiel 4 8,16 g 1,6-bis-beta-Oxyäthylamino-n-
-hexan
siehe J.Chem.Soc. London, 1957, 805) werden warm in 170 ml wasserfreiem Pyridin
gelöst, Nach Abkühlen werden bei 5°C unter Umrühren und Kühlung 18,2 g Methansulphonylchlorid
zugesetzt.
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Hierauf wird das Reaktionsgemisch 3 Stunden lang bei 5 0C und anschliessend
3 Stunden lang bei Raumtemperatur umgerührt. Nach Abkühlen des Reaktionsgemisches
werden die ausgefallenen Kristalle abgenutscht, mit etwas Pyridin, anschliessend
mit Isopropanol und schliesslich mit Aether gewaschen. Das erhaltene Produkt beträgt
15,8 g. F t 120-1260C.
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Das Produkt wird in 40 ml Wasser gelöst, von Ungelöstem filtriert,
worauf das Filtrat mit Tierkohle entfärbt und abermals filtriert wird. Nach langsamem
Zusetzen von Aethanol sum Filtrat fällt in Form von perlmutterartig glänzenden Kristall
platten das Dichlorhydrat von 1,5-bis-ß-Methansulphonyloxyäthylaminon-hexan aus.
Das Gewicht des Produktes beträgt 8,8 g. F s 133-134°C. Es kann aus wässerigem Alkohol
oder aus einem Gemisch von Aethanol und Aoetonitril umkristallisiert' werden. Die
Elementaranalyse des Produktes entspricht praktisch den für die Formel berechneten
theoretischen Werten.
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Beispiel 5 8,1 g 1,3-bis-ß-Oxyäthylamino-propan werden in 100 ml
Pyridin gelöst, worauf unter Umrühren und Kühlung bei einer Temperatur von (-5)-0°C
17,
2 g Methansulphonylchlorid zugesetzt werden.
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Das Reaktionsgemisch wird eine Stunde lang bei 0°C und anschliessend
4 Stunden lang bei Raumtemperatur umgerührt. Die ausgeschiedenen Kristalle werden
angenutscht und mit Alkohol gewaschen. Das Gewicht des erhaltenen Produktes beträgt
9.9 g.
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Das Rohprodukt wird in Wasser gelöst, das ungelöste Produkt wird abgenutscht,
mit Tierkohle entfärbt, worauf dem Filtrat allmählich Alkohol augesetzt wird. Es
werden 5 g 1,3-bis-ß-Methansulphonyloxyäthylamonopropandiuchlorhydratm in Form von
Nadelkristallen erhalten. Das Produkt kann aus wässerigem Aethanol umkristallisiert
werden. P t 148-149°C (Zersetzung).
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Beispiel 6 48,7 g Silbermethansulphönat werden in 360 ml wasserfretem
Acetonitril gelUst, worauf under Umrühren 18,4 g pulverförmiges 1,4-bis-@-bror äthylamino-n-butan-dibromhydrat
zugexetzt werden (F : 263°C unter Zersetzung). Das Reaktionsgemisch wird unter starkem
Umrührer 12 Stunden lang gekocht, abgekühlt, der neben dem Produkt Silberbromid
enthaltende Niederschlag wird abgenutscht und mit Acctonitril gewaschen, Der Nutschkuchen
wird öfters mit heiseen wasserfreiem Methanol digeriert, worauf die Methanollösungen
versihigt und mit Schwefelwasserstoff behandelt werden, wodurch
das
Silber entfernt wird, Nach Filtrieren von Silbersulphid wird die Lösung eingeengt,
Der warmen Methanollösung wird Aethanol zugesetzt, worauf das Produkt in Form von
Nadelkristallen ausfällt. Das Gewicht des Produktes beträgt 15,8 g. F: 133-135°C.
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Nach Einengen der Mutterlauge werden weitere 2,7 g des Produktes erhalten
F : 132-134°C. Das erhaltene ne 1,4-bis-3-Methansulphonyl-oxyäthylamino- n-butan--dimethylsulphonat
kann aus einem Gemisch von Methanol und Aethanol oder aus wässerigem Aethanol umkristallisiert
werden. F : 134-135°C.
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Beispiel 7 27,8 g Silbermethansulphonat werden in.
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190 ml wasserfreiem Acetonitril gelöst, worauf unter Umrühren 11,3
g pulverförmiges 1,4-bis-#-Bromäthylamino-1,4-didesoxy-meso-erythrit=dibromhydrat
zugesetzt werden. Das Reaktionsgemisch wird unter Umrühren 13 Stunden lang gekocht.
Nach nbkühlen wird das Gemisch von ausgeschiedenem Produkt und Silberbromid abgenutscht
und mit Acetonitril gewaschein, Der Nutschkuchen wird mit heissem Methanol öfters
digeriert und die Methanollösungen werden vereinigt. Die Lösung wird durch Einleitung
von SChwefelwasserstoff und Filtrieren des Niederschlages vom Silber befreit, und
im Vaouum aur Trockne verdampft. Der kristalline Destillationsrückstand wird aus
einem Gemisoh von Methanol und Aethanol oder
aus wässerigem Aethanol
kristallisiert. Das erhaltene Dimethansulphonat von 1,4-bis-ß-Methansulphonyl--oxyäthylamino-1,4-di-desoxy-meso-erytthrit
fällt in Form von weissen Kristallen an, Das Gewicht beträgt 7,6 g. F : 143-l44tC.
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Die Acetonitril-Mutterlaug wird wie in Beispiel 1 beschrieben weiter
verarbeitet, worauf weitere 2,3 g des Produktes erhalten werden.
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Beispiel 8 12.2 g Siibermethansulphonat werden in 90 ml wasserfreiem
Acetonitril gelöst, worauf 4,4 g 1,5-bis--ß- Bromäthylamino-n-pentan-dibromhydrat
(F : 250°C unter Zersetzung) hinzeugefügt werden. Das Reaktionsgemisch wird unter
Umrühren 10 Stunden ).ang gekocht, Nach Beendigung der Reaktion wird das entstandene
Silberbromid abgenutscht und ausgiebig mit Acetonitril gewaschen. In das Filtrat
wird hierauf Schwefelwasserstoff eingeleitet unddßs ausgefallene Silbersulfid wird
filtriert.
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Die Lösung wird im Vacuum zur Trockne ver dampft und der Rückstand
wird in einer kleinen Menge Wasser gelöst. Eine gesättigte wässerige ösung von 6
g Oxalsäure wird zugesetzt. 4,6 g 1,5-bis-ß--Methansulphonyl-oxyäthylamino-n-pentan-dioxalat
werden erhalten. F : 182°C. Nach Umkristallisieren aus Wasser schmilzt das Produkt
bei 183°C (unter Zersetzung). Analyse: S % = 12,3: N % = 5,42 (Ber:
S
% 2 12,17; N % = 5,34).
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Beispiel 9 14 g Silbermethansulphonat werden in 100 ml wasserfreiem
Acetonitril unter Umrühren gelöst, worauf 6 g pulverförmiges 1,6-bis-ß-Brtomäthylamino--1,6-didesoxy-D-sorbit-dibromhydrat
zugesetzt werden. Das Reaktionsgemisch wird 10 Stunden lang unter Umrühren gekocht.
Nach Beendigung der Reaktion werden die ausgefallenen Salse filtriert und mit Acetonitril
gewaschen. Die auf der Nutsche verbleibenden Salse werden portionenweise mit 50
ml heissem Methanol digeriert, worauf die Methanoollösungen vereinigt und mit Schwefelwasserstoff
gesättigt werden. Nach Filtrieren von ausgeschiedenem Silbersulphat wird das Filtrat
im Vacuum zur Trockne eingeengt, worauf die im Rückstand zurückgebliebene klebrige,
kristalline Substanz aus Aethanol umkristalllsiert wird. Das Produkt ist das Dimethansulphonat
des 1,6-bis-ß-Methansulphonyl--oxyäthylamino-1,6-didesoxy-D-sorbits.
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1,6-bis-ß-methansulphonyl-oxyäthylamino--1,6-didesoxy-D-mannit.2
HX Verbindungen (wo HX = = Methansulphonsäure, Oxalsäure, Halogewasserstoff) weisen
eine tumorhemmende Wirkung auf und schädigen die lymphoiden Elemente des Blutes
und der Gewebe stark und sozusagen olektiv.
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LD50 - 80-100 mg/kg i.v. an ItMusen.
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Die tumorhemmende Wirkung bei verschiedenen Tumoren (6-8 Behandlungen)
: Tumor Dosis mg/kg 0S5 2 4 Yoshida sc.carc. Ratten 55 % 87 % 90 % Guerin oarc.
Ratten 79 % S 180 Mäuse 66 % Ehrlich ascites " 81 % (am 14.
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Tag) Németh ascites lymphoma lt 100 % (am 11.
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Tag) Gemäss unserer Versuche können die Verbindungen die Schädigung
der Kernspaltungen und die schwere Degeneration der ruhenden Geschwülstzellen bzw.
ihre Nekrose hervorrufen. Die Verbindung beeinflusst die Lymphocythenzahl normaler
Ratten bereits in Dosen von 3 x 0.5 mg/kg. D@sen von 3 x 5 mg/kg verursachen eine
82 %-ige Abnahme der Lymphocythenzahl für zwei Wochen. Die Abnahme der Zahl von
myeloiden Elementen ist hiebei unbedeutend ; sie steigt nach einigen Tagen sogar
über den Ausgangswert.
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Die Wirkung des 1,6-bis-ß-Methan-sulphonyl--oxyäthyl-amino-n-hexan-dichlorhydrats
auf die im Beispiel 1 l aufgezählten Tumorarten, sowie auf das Blutbild von normalen
Ratten ißt dem der oben angegebenen Stoffe ähnlich, Jedoch liegen die Werte etwas
niedriger. XD50 = 700 mg/kg i.v. bei Mäusen