DE19950686B4

DE19950686B4 - Multifunktionelle Spacer

Info

Publication number: DE19950686B4
Application number: DE1999150686
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dr. Paschke; Jutta Dr. Kalbitz; Christian Paetz
Original assignee: Martin Luther Universitaet Halle Wittenberg
Current assignee: Martin Luther Universitaet Halle Wittenberg
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2019-10-22
Also published as: DE19950686A1

Abstract

Multifunktionelle Spacer der allgemeinen Formeln A und B,

mit R₁ =

und Y ein physiologisch aktives Biomolekül darstellt
sowie R₂ = W-O-, W-NH-, -NH₂ und W ein Wirkstoffmolekül ist
und n = 2-11.

Description

Die Erfindung betrifft den Einsatz multifunktioneller Spacer der Formeln A und B
mit R₁ =
und Y ein physiologisch aktives Biomolekül darstellt, welches Gallensäuren, Zucker, Vitamine, Proteine, Aminosäuren, umfasst,
sowie R₂ = W-O-, W-NH-, -NH₂ und W ein Wirkstoffmolekül, z. B. Antibiotika, Proteasehemmer (Amprenavir, Lopinavir), Cytostatika (Capecitabin, Cisplatin oder Analoga), Acetycholinesterasehemmer (Galantamin), ist
und n = 2-11 zur Verknüpfung zweier funktioneller Einheiten.
R₁ und R₂ sollen verschieden voneinander sein und können z.B. zur Anbindung von Transportfragmenten und Wirkstoffmolekülen dienen.
Das Ziel der Erfindung besteht im Einsatz multifunktioneller Spacer, der Formeln A und B, zur Gestaltung eines doppeltfunktionalen Systems, das geeignete funktionelle Gruppen z.B. für die Transportfragment- und Wirkstoffanbindung beeinhaltet.
Bekanntermaßen werden Spacer zum Zweck des drug targeting, d.h. zur räumlichen Trennung von Wirkstoff und Transporteinheit für einen gewebsspezifischen Wirkstoffeinsatz angewendet [1-5]. In der Regel werden die Spacer am Wirkstoffmolekül oder Transportfragment stufenweise aufgebaut, die Anbindung ist somit nur an einer Seite des Konjugats möglich oder, falls beide Seiten variabel gestaltet werden sollen, mit erheblichern synthetischen Aufwand verbunden [6-10].
Die hier beschriebenen Spacer zeichnen sich durch folgende Vorteile aus:

– auf Grund der Vielfalt ihrer funktionellen Gruppen besitzen sie eine große Variabilität, die die Anbindung unterschiedlichster funktioneller Einheiten erlaubt,
– da diese Einheiten nach der Spacersynthese angeknüpft werden, erhöht sich, bei vergleichsweise geringem synthetischen Aufwand, die Flexibilität in der Darstellung weiterer Konjugate,
– die Kettenlänge des jeweiligen Spacertyps ist variabel, so daß für jedes beliebige Konjugat der geeignete Abstand der funktionellen Einheiten zur Gewährleistung einer optimalen physiologischen Funktion beider Elemente ermittelt werden kann,
– durch Anbindung an unterschiedliche Transportmoleküle wird eine Erhöhung der Bioverfügbarkeit bzw. ein zielgerichteter Transport zum Wirkort erreicht.

Ausführungsbeispiel
Der Einsatz des multivalenten Spacers wird am Beispiel von Gallensäure-Cisplatin Konjugaten beschrieben. Die Gallensäure wurde als Transportmolekül verwendet, da bekannt ist, daß die Epithelzellen des Dünndarmes Gallensäuren aktiv durch die luminale Membran transportieren. Damit kann die orale Verfügbarkeit des Wirkstoffs realisiert und ein zielgerichteter Transport in den enterohepatischen Kreislauf erreicht werden.
Das cis-Platin-Fragment wurde als Beispielwirkstoff ausgewählt, da es sich hierbei um ein hochwirksames Zytostatikum handelt.
Die Synthese der spacerverknüpften Cholsäurekonjugate erfolgt, ausgehend von Propandiaminderivaten des Typs THPO(CH₂)_nCH(NH₂)₂ [11], über die Einführung der Benzyloxycarbonylschutzgruppe und der nachfolgenden Abspaltung der Tetrahydropyranylfunktion. Durch Veresterung des entstandenen Alkohols mit Cholsäure und Hydrierung des Reaktionsproduktes unter Wasserstoffatmosphäre mit Hilfe von Platinmetall/Aktivkohle-Katalysatoren sind die Liganden in guten Ausbeuten zugänglich.
Die Komplexverbindungen des Typs C werden durch die Reaktion der entsprechenden Diaminliganden mit Cl₂Pt(DMSO)₂ dargestellt. Die Umsetzung dieser Verbindungen mit einem Überschuß Lithiumchlorid führt zu den entsprechenden Dichlorkomplexen des Typs D.
2,3 g 2-[6'-(Tetrahydropyran-2''-yloxy)hexyl]propandiamin (THPO(CH₂)₆CH(CH₂NH₂)₂, (I) werden in wäßriger NaOH mit der doppelten molaren Menge Benzyloxycarbonylchlorid versetzt und 3 h bei 0°C gerührt. Nach Extraktion mit Essigester wird das Rohprodukt säulenchromatographisch gereinigt (Ausbeute II: 83%).
Die Abspaltung der Tetrahydropyranyl-Schutzgruppe erfolgt in Ethanol durch Zugabe äquimolarer Mengen HCl und nachfolgendes 2 ständiges Kochen am Rückfluß. Überschüssige Säure wird durch Zugabe von NaOH neutralisiert. Falls erforderlich, kann das Rohprodukt säulenchromatographisch gereinigt werden, (Ausbeute III: 95%).
2,3 g des auf diese Weise dargestellten 2(6'-Hydroxyhexyl)propan-bis(N-benzyloxycarbonyl)-1,3-diamins, (III) werden zur Darstellung des geschützten Cholsäureesters mehrere Tage mit 3,4 g N-Cyclohexyl-N'-(2-morpholinoethyl)carbodiimid, 3,2 g Cholsäure und katalytischen Mengen 4-Dimethylaminopyridin in Methylenchlorid gerührt (Ausbeute IV: 41%).
Die Abspaltung der Benzyloxycarbonylschutzgruppe erfolgt durch drucklose Hydrierung in Ethanol mit Pd/C über 20 h. Der Katalysator wird durch mehrmalige Filtration entfernt (Ausbeute V: 90%). Zur Darstellung des ionischen Komplexes (Typ C) werden zunächst 0,5 g Cl₂Pt(DMSO)₂ in 30 ml Methanol suspendiert. Zur Suspension tropft man eine äquimolare Menge des Liganden, gelöst in 10 ml Methanol. Nach Aufklaren der Suspension wird das Lösungsmittel im Vakuum teilweise entfernt und das Produkt durch Ausfällen mit Hilfe unpolarer Solventien gewonnen.
Die Umsetzung zum neutralen Komplex gelingt durch Zugabe von LiCl zu einer wäßrigen Lösung der ionischen Verbindung und mehrstündigem Erhitzen bei 80°C. Nach Filtration kann der Komplex durch Waschen mit Wasser, Ethanol und Ether gereinigt werden (Ausbeute Typ D: bezogen auf Cl₂Pt(DMSO)₂: 44%).
Die zytotoxische Aktivität der hergestellten Verbindungen wurde durch SRB-Test (12,13] bestimmt. Die Versuche wurden an zwei Tumorzelllinien (SK-CHA-1, Um-SCC-22B) durchgeführt, die Ergebnisse mit den Werten für die Muttersubstanzen, Cisplatin und Carboplatin, verglichen. Die Cisplatin-Gallensäurekonjugate (z. B. ChC₁₁PtCl₂) mit langen Spacern weisen eine höhere Zytotoxizität auf als Cisplatin, gleiches gilt für Carboplatin-Gallensäurekonjugate (2).
Literaturübersicht

[1] Y. H. Choe, C. Gilbert, A. Martinez, J. Xia, D. Wu, M. M. Hsue, Bioorg. Med. Chem. 6 (1998) 551
[2] J. E. Brown, GB 2278843
[3] A. Al-Shamkhani, R. Duncan, GB 2270920
[4] M. B. Yatvin, D. W. Parks, R. W. McClard, M. Stowell, US 5149794
[5] A. Trouet, Y. J. Schneider, Drug Targeting, Proc. Symp. 1985, Meeting Date 1084, 1
[6] W. Kramer, G. Wess, EP 0417725 B1
[7] W. Kramer, G. Wess, A. Ehnsen, E. Falk, J. Contr. Rel., 46 (1997) 17
[8] G. Wess, A. Ehnsen, W. Kramer, K. Bock, EP 702026
[9] W. Kramer, G. Wess, S. Muellner, H. Neubauer, EP 489423
[10] E. von Angerer, H. Birnböck, N. Knebel, Anti Cancer Drug Design 4 (1989) 21
[11] B. van Arkel, J. L. van der Baan, S. Balt, F. Bickelhaupt, M. W. G. de Bolster, G. W. Klumpp, Tetrahedron, 51 (1995) 4161
[12] K. T. Papazizis, G. D. Geromichalos, K. A. Dimitriadis, J. Immunol. Methods, 208 (1997), 151-158
[13] R. P. Perez, A. K. Godwin, L. M. Handel, T. C. Hamiltion, Eur. J. Cancer, 29A (1993), 395-399

Claims

Multifunktionelle Spacer der allgemeinen Formeln A und B,
mit R₁ =
und Y ein physiologisch aktives Biomolekül darstellt sowie R₂ = W-O-, W-NH-, -NH₂ und W ein Wirkstoffmolekül ist und n = 2-11.
Multifunktionelle Spacer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das physiologisch aktive Biomolekül Y Gallensäuren, Zucker, Vitamine, Proteine und Aminosäuren umfasst.
Multifunktionelle Spacer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkstoffmolekül W Antibiotika, Proteasehemmer, Cytostatika und Acetylcholinesterasehemmer umfasst.
Verwendung der Spacer nach Anspruch 1 bis 3 zur Herstellung dopeltfunktionaler Systeme, wobei R₁ und R₂ verschieden voneinander sein sollen, wobei über R₁ die Anbindung des Transportfragments über verschiedene funktionelle Gruppen, wie Ether, Ester, Amin, Amid und über R₂ Anknüpfung des Wirkstoffmoleküls über die Heteroatome Sauerstoff oder Stickstoff erfolgt.
Spacerverknüpfte Transportfragment-Wirkstoffkonjugate der allgemeinen Formel B-S-W, wobei B ein physiologisch aktives Biomolekül nach Anspruch 1 und 2, S ein Spacer der allgemeinen Formel nach Anspruch 1 und W ein Wirkstoffmolekül nach Anspruch 1 und 3 sind.
Verfahren zur Herstellung neuer spacerverknüpfter Gallensäure-Wirkstoffkonjugate der allgemeinen Formel D, gekennzeichnet dadurch, daß ausgehend von einem multivalenten Spacer des Typs R₁(CH₂)_nCHR₂ mit R₁ = OH, R₂ = CH₂NH₂, n = 2-11 eine Umsetzung mit Platin (II)-Verbindungen erfolgt.