DE1795474A1 - Mitosan - Google Patents

Description

Ayc/..¹U halüio ao j'o Co., Led., iu.;.yo," Japau

II um A ,4^ - i^; Lt ■!·_

-.rfiriJun^ rr,-crii'f i; n.u..· aa ^:JibLo cioa , insiwöj-Uor.: η ;U,;

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t ^J I Λ

009834/1B9S

βΑΟ ORIGINAL

10

9 CH₂OCOMH₂

κ 9x-) ίο

CH₀OCOiIH,

j5 2 la

Mi'comyc in Λ

Mitomycin 3

Mitomycin C

Dicsse Verbindungen weisen das Gerüst

Hi₀OCOM-I,

CH,

auf und werden als -¹¹Mi bosan-Verbindungen" bezeichnet,

, ,00 98 34/189S

BAD ORIGINAL

.Als" Antibiotica weisen Mitomycin A, B und C eine ausgezeichnete wirksamkei t -auf, doch haben sie auch naca teilige Wirkungen, d-.h. sie üben eine Gif twirkung auf das menscnliche Blut aus. Um visniger giftige Mitosanverbindungen zu erhalten, sind bereits vor der Bestimmung der chemischen Konstitution von rlito-■ raycin A, 3 und C einige Untersuchungen vorgenommen worden. Z,3. wurde diirch Umsetzung von Mitomycin C und Mc thy Ij od id in Gegen- _: war. von Ka liumca rbona b>loiiome thy !mitomycin G oder "Porifiromycin" hergestellt. Naca der Bestimmung der chemischen Konstitution von Hitoayein A, 3 und C wurde die Suche naca Derivaten verstärkt fortgesetzt. 21.13. "warden in der belgiscaen Pa ten t-. schrift'. 524 5^9 einige 5,7- und- la -subs ti tuier te Mitosanderivate beschrieben. '

Erfindungsgemäss wurden u.nfangrelens Versuche zur Herstellung von Mitosanderivaten unternommeil und mehrere Typen von Derivaten gefunden. -

Gegenstand der 'Erfindun r sind neuai'tige Mitosanderivate . £in weiterer Gegeristaad der Zrfindun.,"; sind Verfahren zur Hers teilung dieser Derivate. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind weniger giftige Mitosanaerivate. heitere Ziele und Vorteile der Erfindung g^hen aus u-.-r folgenden 3escnreibung hervor.

Die erfindungs^fimässen MitosanderivaLe können durch die folgende 3'Onriel »iitdergegeij u W'-r"J.i:

0 0-983A/1 896

BADORIGlMAt

CH₂OCONH₂

κ 913

worin R. und IU Wasserstoffatome oder Methylgruppen sind und R₂ eine Alky!gruppe mit 1-3 C-Atomen oder, zusammen mit R₁ eine Alkylengruppe mit 2-5 C-Atomen bedeutet.

Erfindungsgemäss wird, wenn in der 7-Steilung des Mitosangerüstes eine OCH-,-Gruppe vorliegt, diese Gruppe durch Reaktion

■^ ι

TD TD

durch eine 1"^-N-Gruppe ersetzt, und wenn in

der Ia-Steilung des Mitosangerüstes ein H-Atorn steht, wird dieses H durch Reaktion mit einem A Iky lha Io ge η id, wie z.B. einem Alkylchlorid oder Alkylbromid, durch eine Alkylgruppe ersetzt. Die OCH-,- oder OH-Gruppe in der 9^a-Stellung wird jedoch durch die obige Behandlung nicht substituiert. Daher werden erfindungsgemäss in günstiger Weise Mitomycin A oder C als Ausgangsmaterialien benutzt. Die erfindungsgemässen Reaktionen lassen sich also in zwei oder - noch genauer - in drei Reaktionstypen aufteilen; R ' 1. Substitution von -OCH-, in der 7-Steilung durch N-

R,

R₂-"**

durch Reaktion mit

2. (i) Substitution von H Inder la-Stellung durch eine Alkyl gruppe durch Reaktion mit einem AIky!halogenid.

009334/1895

BAD ORfGINAl.

■-■;■.■■ - - 5 - K 913

Dies sind die prinzipiellen Reaktionen, die dem erfindungsgetn äs s en Verfahren zu^runüeliegen, und i α folgenden werden'die Reaktionen und Zwischenprodukte der Erfindung ausführlicher erläutert.

(1) Micornyciri A wird in einem bevorzugten Lösungsmittel, wie z.B. Aceton, ge Löst. Zu der Lösung werden das bscreffende _:

ηIky!halogenid und ein Alkalicarbonat gegeben, und es wird uiehrere Stunden unter Rückfluss erhitzt. Das Alkalicarbonat wird von deiTi Reaktionsremlsch abfiltriert und das Filtrat durch Ein- - dampfen eingeengt. Das Konzentrat wird auf einer mit Kiese L-säuregel gefüllten Säule adsorbiert, worauf unber Verwendung von Äthylacetat entwickelt und eluiert wird. Die Hauptfraktion wird eingeengt, wobei rotgefärbte Kristalle erhalten werden.

Das erhaltene Produkt weist die folgende Zusammensetzung auf:

0 H^CO

H-C- >Ί. ^s. Hx^s^ (wobei R^ eine Methylgruppe ^ ^^ ^^ ^^ ^ bedeutet)

Die oben beschriebene Reaktion kann durch die folgende Glei* chung wiedergegeben werden:

00 9834/189 5

SAD ORIGINAL

3 + Ά.. -Halogenid

κ 9 U

I (wobei R .· e i α-: ία..: thy ' gruppe bedeute L,)

Die Vorbindung I wird in einem Alkohol., wie z.B. Methanol, gelöst und die Lösung mit eins.ii Überschuss des Amins

versetzt. Das Gemisch wird eine v/eile stehenge I as son, wobei sieu die Farbe des Gemisches von rot-purpur nach bläulich ändert. Das Reaktionsgeiaisch wird sodann eingeengt, und wenn Kristallisation eingetreten ist, werden die Krista! Ie abfiltriert, und das Piltrat wird eingeengt. Das Konzentrat wird auf einer mit Kieselsäuregel gepackten SauLe adsorbiert und unter Verwendung von Ace.ton ; Ä'thy lace tat = 1:1 entwickelt und eluiert. Die Hauptfraktion wird eingedampft. Das kristallisierte Produkt wird abgetrennt. Wenn keine Kristallisation eintritt, wird zu dem Reaktionsgemisch Äther gegeben und der erhaltene Nieder-

9834/1896

08JGJNAL

K 913

schlag abgetrennt. Die Reaktion wird durch die folgende Gleichung ar läutert:

GH₂OCOI]H₂

R-

NH

CH₂OCONH₂

II

oo-i R-, die o'jan angeg-eben-;· Bedeutung uat, R-, H oder CH_T ist und R₂ eine Alkylgrunpa mit 1 - 3 C-Atomen odar, zusammen mit R₁, eins Aikylengrunpe mit 2 - 5 C-Atomen bedeutet.)

: . ;
(2) Mitomycin A kann auch zunächst mit

1IH umgesetzt

and anscliliessend in Verbindunc II umgewandelt werden durch Reaktion mit einem AIky!halogenid in Gegenwart von Alkalicarbonat. ■■.-:.- :

Die Reaktion kann viie i'ol;~t

worden:

009834/1895

SAD ORIGINAL

τ Ο ■"

\ ΙΓΗ

Mitomycin A

CH₂OCQIH

III

CH₂O?ONH₂

II

(wobei R , R und R₇ die oben beschriebenen Bedeutungen haben)

00983W1895

BAD ORIGINAL

795474

K 9

,7ie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, kann die Subs ti tu ei on in der la-3 tellung vor der Substitution- in der Y-3 tslluns vorgenommen werden und umgekehrt, //eitehin ge..iört, wie ebenfalls aus der obigen Beschreibung hervorgeht, die Verbindun-II zu den neuaroi^en Derivaten der vorliegenden Erfindung.

-shoron die Verbindungen I und III ebenfalls in. den bersic:.!, und diese Verbindunoen sind nicht nur a'.s Zv/ischenprodukta von Bedeutung, ■ sondern können aucii eine ausgezeichne be antibiotisc.ic ..irksani.veit aufvjeisen.

Die folge/ide·:: Beispiele dienen lediglicn der weiteren Erläuterunr; der Erfindung und sind nicnt als Begrenzung des i£rfindungs bareioaes aufzufassen.

Beisüiel ..!■

GH₂OCOIJH₂
OCH-

CH^J K₂CO

CH₂OCOM₂

NCH.

00 98 34/1896

SÄD

10 - ii jYj

Zu 250 :ng Hito.iyciii A, gelöst in IC .1 .^c=? coil, .r.i.rai-n ^O ._:_: wasserfreies Kaliumcarbonat und I :-;l _λ·ιί b,:yljoaiG _,^_υοο·..;"_ι. Jas Gemisch wurde unter Rünren 3 Stunde.! am Rückfluss ir.il .z.. Jas '.ReaiC'iionsgsmiscn viurde zur lin^fernunr, des I^liu.^caroc.iaöo filtriert und das Filtrat unter verhinderten Druck zur Troa^nc eingedampft. Dar rotgafärbte Rückstand vmrdb in ^:j .al M jLy ia c ώ :a gelöst und die Losung auf eine ;uit Kieselsäure jif Uli ^--' ^ au la ( 1,5 -^ 20 cm ) gegeben.. Die Knt^ickluna ^i"; λ iiiylac,-.";-a 0 -^rjab zwei Zonen von roter Farbe. Die tsrsc-2, jrössarc; ^on^ CLit-ie'.t das Reaictions produkt, während die zweite, klainera Zoi::; das ursprünglich eingesetzte Mitornycin A enthielt. Die erste Zone wurde eluiert, das Eluat zur Trockne eingedampft und der Rückstand aus Äther kristallisiert. Es wurden IpO mg rotgefärbtes Methylmitomycin A erhalten.· Schmelzpunkt l6^:j° C.

Änalysenwerte:

Berechnet für C., ^H₂-,0-N^, : C 55^19; H 3,Sjy U 11, j {;

Gefunden: C 5j,0^j Λ 3, ,Ό; Ii 1l,4ü.

Das Infrarotspektrum in Nujol wird in Pig. I gazeige.

009834/1895

jzm'nyö 3-Ä BAD

K 913

Beispiel 2

nC-,H₇I¹A

CHpOCOiiHp

y^j ,.I^ la-i^;i_ "iiiyl :ri^o ..yciri a, das ^e^äss Beispiel 1 e viurdo uiiü i,i Il ..,1 i-Idtxiai^ol ^3lös g war, wurds n-rropyla.aia 'eixi^f-üiir^« iraGA 2C iuinuüon 3 jsasn bii Raum tempera tür uatta sica die Far-bi üer- Losuä₀ voii rötlicü-purpur nach oläulicapurnur Väj?ä;iQ:r·,;-, Das Reaictior^c.nisc^ wurde uri'ser varainderte,n jrucc zur TroCrCa..; ciaoSda..ipft. Dar Rucks iana vjurde an Kieselsäure uxiGvir Vorv;ciiü.u:ig von Äcuy lac stat als Lösungsrni tee Isys te;;i c_txro.*natOoTapiiier^. Die bläulicn Zone wurde entwickelt'.und cluiert. Das ^lua^ wui^ci= ua czv verminderten Druc.c -;in£edatnpf t. D^r Rucks tand vrardc aus k caylaceta t-A tiier kris tal-Msier o. as wurden.M-Q -ng oarpurfarbeae IJadaLn eraalten.

3ch'aelzpunx:t 1_: j C-. Analyse:

009834/189B

K 9 Ij

Berechnet für C_{1 n}H_o.-0_r.N,: C 53,45; H 5,ΐ1; N

Ly c. ο ρ ^t

Gefunden:

C 58,20; H 5,50; N l4,10.

Das Infrarotspektrum in Nujal wird in Fig. 2 wiedergegeben. Beispiel ~p

la-Me thy 1-7-äohy !-mitomycin C wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 2 hergestell-t. Purpurfarbene Nadeln. Schmelzpunkt !"/Ό C. Analysenwerte:

Berechnet für CoH₀₁(OpN₂.: C 57,43; H 5,43; N 14,39;

-τ· 'J) H-

Gefunden:

C 57,10; - H 5,50; N 14,93.

Das Infrarotspektrum in Nu j öl wird in Fi.-j. js gezeigt,

Beisolel 4

H,C0

C₂H₅N

C₀H₁-NH

009834/1895

SAO ORIGINAL

Zu 300 ag Mitomycin A, gelöst in 5 ml Methanol, wurden 2 ml [0 ,"6'iges Ä thy la inin gegeben. Nach 20 Minuten-Stehen bei Raumtemperatur hatbe SiC₁I die Farbe der Lösung von rötlich-purpur nach bläulich-purpur verändert, und es hatten sich dunkel-purpurfarbene Nadeln ausgeschieden. Durcn Abfiltrieren wurden 420 rag Kristalle erhalten. Schmelzpunkt oberhalb 300 C. Analysenvier te: '

Berechnet für O_r^Z2⁰^k'^m C5o,34; H 5,12; N 15,45; Gefunden: C -55,32; H 5,15; - N 15,03.

Das Infrarotspektrum wird in Pig, 4 wiedergegeben.

Beispiel 5

Folgende Verbindungen wurden nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 4 hergestellt. Die erhaltenen Verbindungen werden unter Hinweis auf die folgende allgemeine Formel in der folgenden Tabelle I beschrieben:

CH₂OCOMH₂

NH

009834/1895

	E2	bläu	T a	belle I	C	Berechnet	H	79	N	08	C	Gefunden	H	N	,01	Infrarot-
	CH,-	liche Nadeln	Schwelz—		55		5,		16,		55,		5,81	16		spelctrum (Nu.iol)
Ä1		bläu lich	punkt			,16		43		89		30			,70	Fig.5
H	CH3x	amorph	oberhalb	- C cE ΟςΝ	57		6,		14,		57,		6,15	14
	F^ ττ ^	3000C			,43	«.				20				M 6
H		Il	G18H24°5N4

_OH σΗ,-CHp-CHp- bläu- " Ο.ρΗρ.ΟςΝ, 57,43 6,43 14,89 57,10 6,20 14,95 " 7 ° ^{d ά} liehe ■ ^^{4 5 4}

Nadeln

a₃- CH₃- dunkel- » C₁₇H₂₂O₅N₄ 56,34 6,12 15,46 56,50 6,61 15,20 " 8 ^

grünli- ·**·

ehe Na- l dein

N- bräun- » "⁰ΐ7^Ηρη^ος^ΝΛ 56,66 5,59 15,53 56,40,5,40 15,30 ^tt 9 I/ liehe ' ^ ^

Plättchen

J N- grün- » C^Hp.O.N. 58,76 6,23 14,43 58,69 6,25 13,93 »10

/ liehe ^y * ^J *

Nadeln

Γ^Κ- ⁿ " ^G20^H26°5^H4 ⁵⁹'^{69 6}'^{51 13}'^{92 59}'^{72 6}»^{77 13}>⁶⁷ " ¹¹

—ι V>J

.Beis"oiel 5

: Π Ο

nCrLI

H-.C

CH₂OCONH₂

■NH.

CH-, J 2

H 0

CH₂OCOMI₂

OCH

'SCH-

Zu einer Lösunj von 250 rng /-Propylnritoriycin C in wasserfreiem Ts trahyä ro furan vJurden 500 mg wasserfreies Kaliumcarbonat und 1 ill Me cnyljodid gegeben. Das Gemisch wurde unter Rüiirvin h S Lundon am Rückfluss erhitzt. Das Reaktionsge;n.isch vjurde zur - üntf eriiung von Kaliumcarbonat filtriert und das Filtrat unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der bläulich-purpurfarbene Rückstand wurde in 10 ml Äthylacetat gelöst und an. Kieselsäure chroma tographier t. Die Entwicklung mit Äthylacetat ergab zwei bläulich-purpurfarbene Zonen. Die erste, grössere Zone enthielt das Reaktionsprodukt, Sie wurde eluiert und das Eluat zur Trockne eingedampft. Der

009834/1895

- ΐβ - K 913

Rückstand wurde aus Äthylacetat-Äther kristallisiert. 153 rag

bläuliche Nadeln wurden erhalten.

Schmelzpunkt 178° C. Analysenwerte:

Berechnet für C H₂₆OA: C 58,45; H δ,71; N 3.4,35;

Gefunden: _ C 58,55; H 5,55; N 14,20.

Das Infrarotspektrum in Nu j öl ist in Fig. 2 angegeben. Beispiel 7

la-Methyl-7-äthylmitomycin C wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 hergestellt. Schmelzpunkt 170° C. Berechnet für C^Hg^O^N^: C 57,43; H 6,43; N 14,89; Gefunden: C 57,20; H 5,50; N 15,05.

Das Infrarotspektrum in Nujöl wird in Fig. 3 wiedergegeben.

Bei sämtlichen der oben beschriebenen Derivate wurden die antibakteriellen Wirksamkeiten geprüft. Die Mindesthemmkonzentration in mcg/ml wurde nach dem Agarplattenverfahren bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II zusammengefasst. Sämtliche dieser Derivate zeigten eine starke antibakterielle Wirksamkeit.

009834/1898

8AD ORIGINAL

Tabelle II

Antibakterielle Wirksamkeit von Mitoraycinderivaten

CH₂OGONH₂

la-Me thy 1-

7-propylmitoraycin (M.C.)

Ia-MethyI-7-äthyl-
-M.C.

7-Methyl-■ -M .C.

Rl	H	H	H
R2 ■			CH3-
	CH,-	™r	■h-
Staphylococcus aureus 209P	0,195	0,048	0,048
Sarcina leutea Pci 1001	0,195	0,195	0,39
Bacillus sub ti - Us ATCC 6633	0,195	0,195	0,048
Sftitaonella typi	50	0,25	5,12
ähigella f lex- aeriZa 3l$6	50.	O#048	0,097

000834/188$

'-.. i.y«vM

SAD

Tabelle II (.Fortsetzung)

■κ 913

Klebsieila pneu- raoniae O/lO	50	50	12,5
Proteus XI9	50	.25	12,5
Esehericha coil K-12	50	• 25	5,25
Psudomonas aeruginosa 35	50	25	25
Vibrio comma 52	0,39	0,097	O,ü97
Mycobacterium tuber culosis 507	0,78	0,39	1,55
S trap tococ cus haemolyticus 53	0,78	0,097	0,195
Streptococcus faecalis 5	0,195	0,195	0,j>9
Diplocoecus piieumoniae I-I9	0,195	0,024	0,012
Corynebac terium diphtheriae 92	0,78	0,78	0,195

009834/1835

K 913

Tabelle II (Fortsetzung)

-M .C .

7-Iso

proD?
-lyf.C

7-Äthylenimlno-9a-.netiioxyraitosan

Rl	H	; H.	N
H2	C2H3-	2 'j'
*3 ·	H-	H-	H-
S ta pay loe ossus aureus 209?	0,024	0,195	0,012
Sarelna Ixives. Pci 1001	0,097	0,193	0,043
Bacillus s"aWil lis ATCC :s5jy	0,097	0,097	0,097
3 a 1.7 on a Ha "^j— pi 379	3,23	25	0,024
ohigella.flsx- rieri Za 3195	0,024 -	12,5	0,04d
Xlabsie tla prrr,!- r.ioniae G/Lu	25	12,3	0,193 '
Proteus XI9	50	50	0,39
EscheriCiia eoli K-12	12,3	30 ,	0,195
Psudomonas* a eruginosa 33	12,5	50	0,193
Vibrio coisaa 52	0,043	0,195	0,024
Mic obac teriuau t»-'	0,195	0,39	0,024

009834/1895

BAD ORIGINAL

- 20 - .K 913

Tabelle II (Fortsetzung)

Streptococcus haemoIyticus 58	0,043	0,78	0,012
Streptococcus faecalis 5	0,097	0,097	0,012
Diplococcus pneu monia e 1-19	0,012	0,097	. 0,012
Corynebac terium diphtheriae 92	0,59	0,78	0,195

9834/1895

BAD ORIGINAL

K 913 ;

Tabelle II (Fortsetzungj

7-Piperidyl-9a-raethoxy- mitos.an

7-Pyrrolidyl-9amothoxy-mi tosan

7 -Dime thy I aiiiino-9araethoxyifli tosan

Rl	H-	H-	OH,-	H-	0,195
R2	0,195	0>39	CH,-	0,097 -
R3 ■	0,097	0,73	0,39
S taphylococcus aureus 209P	0,39	0,78	3,12
Sareina lutea Pci 1001	5,25	5,25	3,12
Bacillus subti- lis ATCC 5633	6,25	3,12	6,25
Salmonella typi 379	12,5	12,5	12,5
Shigella flex- neri Za 3196	12,5	• 12,5	6,25
Klebsiella pneu- moniae O/lO	12,5	5,25	12,5
Proteus XI9	25	12,5	0,024
Eschericha coil K-12	0,024	0,097	0,097
Pseudomonas aeruginosa 35	0,097	0,39
Vibrio comma 62

009034/1895

Tabelle II (Fortsetzung;

κ

Streptococcus 63 haemy Usus	0,39	0,39	0,73
Streptococcus faecalis 5	0,78		0,78
Diplococcus pneumoniae 1-19	0,024	0,043	0,024
Corynebac terium diphtheriae 92	0,195	0,195	0,097

Pa tentans ρrüche:

009834/1895

^.J SAD ORIGINAL

Claims (2)

1. wobei R, und Ii₇ Wasserstoffatorne oder Methylgruppen bedeuten und Rp eine Λlkylgrunpe mit 1 bis Z> Kohlenstoffatomen oder·, zusammen mit R,, eine Alkylengruppe mit.. 2 bis 5 Kohlenstoffatomen ist.
2. 2. Verfahren zu; η Austauschen eines Viasserstoff a tomes inder la-Steilung einer Mitosanverbindung durch eine Methylgruppe, dadurch gekennzeichnet, dass man die Mitosanverbindung in Gegenwart eines Alkalicarbonats mit einem Methy!halogenid erhitzt.

   00983 4/1895

   - 24 - 'κ 913

   Verfahren zum Austauschen der OCH₇-Gruppe in der f-Stellung einer Mitosanverbindung durca die Grupoe 1\._T

   R₂^

   worin R₁ ein Wassers toffa torn oder eine Methylgruppe und Rp eine Alky !gruppe .mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder, zusammen mit R₁, eine Alkylengruppe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten.

   El./Br.

   009834/1895

   COPY

   BAD ORIGINAL