DE2119964A1

DE2119964A1 - Neue Streptozotocinderivate und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2119964A1
Application number: DE19712119964
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Musashino Tokio; Machinami Tomoya Minami Saitama; Suami (Japan). P
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-04-25
Filing date: 1971-04-23
Publication date: 1971-11-25
Also published as: FR2092093A1; FR2092093B1; US3767640A; DE2119964B2; JPS4843333B1; DE2119964C3

Description

DR. MOLLER-BORg Dl PL-PHYS. DR. MANITZ DIPL-CHEM. DR. DEUFEL DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRAMKOW 2119964 PATENTANWÄLTE

23. APR. 1171 Dek/th - T 1115

TETSUO SUAMI

5-8, 3-chome, Naka-machi, Musashino-shi, Tokio, Japan

Neue Streptozotocinderivate und Verfahren zu ihrer Herstellung

Priorität: Japan vom 25. April 1970
Nr.

Die Erfindung betrifft neue Streptozotocinderivate und ein

Verfahren zu ihrer Herstellung. Insbesondere betrifft sie Methyl-N-CN¹ -methyl-N¹ -nitrosocarbamoyl)-D-glucosaminid und seine Anomeren vom eC-Typ oder ß-Typ.

Streptozotocinderivate werden durch die folgende Gleichung wiedergegeben:

OH₂OH

HO

0-S-CH₂

109848/1961 ^öH0

Streptozotocin bzw. mit der chemischen Bezeichnung: N-(N·- Nitroso-carbamoyl-D-glucosamin^ ist ein Antibiotikum, welches aus der Fermentationslösung eines Stammes von Streptomyces achromogenes var. 128 (Antibiotics Annual., 1959 - 1960, 230 - 240 (1960) isoliert wurde. Es ist bekannt, daß dieses Antibiotikum gegen einige Arten von Tumoren aktiv ist, z.B. gegen Ehrlich carcinoma, Leucaemia L-1210 und Walker-256 careinosarcoma. Jedoch ist die Verwendung von Streptozotocin als Antitumormittel infolge seiner bemerkenswerten Diabetis erzeugenden Aktivität nicht empfehlenswert, welche an Versuchstieren und ebenfalls an menschlichen Lebewesen beobachtet werden kann. Wenn z. B. Streptozotocin intravenös an männlichen Wistarratten mit einem Körpergewicht von 220 250 g in einer Dosis von 50 mg/kg injiziert wurde, stiegen die Blutzuckerwerte der Ratten bis auf einen Wert von annähernd 3?0 mg/dl nach zweitägiger Injektion an, während die . Werte der unbehandelten Batten auf einem Pegel von etwa 150 mg/dl lagen.

Es wurde nun gefunden, daß die Streptozotocinderivate (I) als Antitumormittel brauchbar sind. Die Derivate (I) besitzen eine wirksame Antitumoraktivität gegenüber verschiedenen Arten von Tumoren einschließlich Aszitestumoren und festen Tumoren. Darüber hinaus sind die Streptozotocinderivate (I) im Gegensatz zu Streptozotocin praktxsch frei von diabeteserzeugender Aktivität oder anderen, nicht günstigen Nebeneffekten, selbst bei einer Dosis von 50 mg/kg. Als Beispiel sind die Antitumoraktivität von Methyl-N-(N'-methyl-N'-nitrosocarbamoyl)-ot- oder -ß-D-glucosaminid gegenüber Aszitestumoren und dem festen Typ von Ehrlich carzinoma in Mäusen jeweils wie in den Tabellen I und II gezeigt. Die Versuche wurden nach der Methode von Sugiura (Cancer Research 2£,(1967), S.179) durchgeführt.

— 2 —

- 109848/19S1

Antitumoraktivität gegenüber Aszitestumoren:

Jede der Testverbindungen wurde intraperitoneal Mäusen, die einen Tumor implantiert erhalten hatten, an fünf aufeinanderfolgenden Tagen injiziert. Die tägliche Dosis, die es den einen implantierten Tumor aufweisenden Mäusen mindestens zweimal so lange zu überleben gestattete wie eine^ Kontrollgruppe von implantierten Tumor aufweisenden Mäusen wurde als minimale wirksame Dosis eingestuft.

Tabelle I
Minimale wirksame Dosis (mg/kg/d)

Verbindung

Tumor

Ehrlich asci- Sarcoma Leucaemia tes carcinoma S-180 SM-36

Methyl-N-(ff· -ly nitro so -carbamoyl/ -ot-D-glucosaminid

Kethyl-ir-Oi¹ -methyl-N¹ nitroso-carbamoyl)-ß-D-glucosaminid

12,5

6,3

3,2

25,0

6,3

Antitumoraktivität gegenüber dem festen Typ von Ehrlich carcinoma

Jede der Testverbindungen wurde intraperitoneal an mit Tumor behafteten Hausen für fünf aufeinanderfolgende Tage injiziert. Nach 14- Tagen der Behandlung wurden die Tumorgewichte der behandelten Hause mit demjenigen der nicht behandelten Mäuse verglichen, und die Inhibierungsgrade gegenüber Tumor wurden gemessen.

- 3 -100848/1961

Tabelle II
Inhib i erung s grad

Verbindung tägliche Dosis/kg

50 25

Methyl-N-(N'-methyl-N¹-

nitro so-carbamoyl)-oc-D- 16 % 3 % 'glucosaminid

Methyl-N-(N · -methyl-N · -

nitroso-carbamoyi;-ß-D- 75 % 40 %

glucosaminid

Der Effekt von Methyl-N-(N'-methyl-N'-nitroso-carbamoyl)-ß-D-glucosaminid auf den Blutzuckerwert bei Ratten ist in der Tabelle III wiedergegeben.

Wirkung auf die Blutzuckerwertet

Jede der Testverbindungen wurde intraperitoneal an männlichen S.D.-Hatten mit einem Körpergewicht von 220 g injiziert. Nach der Injektion wurden 0,02 ml Blut aus der Schwanzvene entnommen. Das Blut wurde mit 0,88 ml destilliertem Wasser hämalysiert. Zu der Lösung wurden 0,05 ml 5 %ige wäßrige Zinksulfatlösung und 0,05 nil 5 %iges wäßriges Bariumhydroxid hinzugegeben. Das Gemisch wurde dann zentrifugiert. Zu 0,5 ml der überstehenden Lösung wurden 0,5 ml einer alkalischen Lösung von 3)6-Dinitrophthalsäure hinzugegeben. Das Gemisch wurde 10 min auf einem Wasserbad von 100 ⁰C erhitzt. 4,0 ml destilliertes Wasser wurde zu dem Gemisch hinzugegeben. Der Blutzuckerwert wurde aus der optischen Dichte des Gemisches bei der Wellenlänge von 450 nm gemessen.

- 4 109848/1961

Tabelle III
Blutzuckerwerte (mg/dl)

Zeit nach der Injektion

Verbindung Dosis 0 2 4 7 24 2 6 (mg/kg) h h h h h d d

Methyl-N-(N'- 10 72,4 66,4 64,6 74,8 69,0 147,2 99,6

methyl-N¹-

nitroso-carb-

amoyl)-ß-D- 50 73,2 61,4 67,8 71,2 76,4 159,0 95,8

glucosaminid

Kontrolle 73,6 6O₅O 56,4 70,4 57,8 "151,2 111,8

Die Toxizität der Streptozotocinderivate (I) der Erfindung ist bemerkenswert niedrig. Beispielsweise starb keine Haus, wenn Methyl-N¹(H¹-methyl-N¹-nitroso-carbamoyl)-ß-D-glucosaminid intraperitoneal in einer täglichen Dosis von 400 mg/kg während 5 d appBziert wurde.

Erfindungsgemäß kann Methyl-N^N¹ -methyl-N¹ -nitro so-carbamoyl)- <x- oder -ß-D-glucosaminid hergestellt werden, indem Methyl-oC- oder -ß-D-glucosaminid (II) mit Methylisocyanat kondensiert wird und das entstandene Methyl-N-(N'-methyl-carbamoyl)-oi- oder -ß-D-glucosaminid (III) mit einer"Nitrosoverbindung behandelt wird. Natürlich kann das Gemisch des Oi-Typs und ß-Typs der Anomeren der gewünschten Verbindung in gleicher Weise hergestellt werden, indem das Gemisch vom ot-Typ und ß-Typ der Anomeren der Ausgangsverbindung eingesetzt wird.

Die oben angegebenen erfindungsgemäßen Reaktionen werden durch folgendes Schema wiedergegeben;

— 5 —

19R1

^qi^oh

? «Arm /^O^x -^ (D

IH-O-IHCH, " 3 (H). " (HI) 0

Sie Kondensationsreaktion kann durch Erhitzen einer Lösung von Methyl-«*- oder -B-D-glucoaaminid und von Methylisocyanat in einem inerten Lösungsmittel bei 50 ° bis 150 ⁰C, insbesondere bei etwa 80 ⁰C, durchgeführt werden. Wasser und ein Gemisch von Wasser und Acetonitril, Chloroform oder Benzol sind als Reaktionslösungsmittel geeignet. Sie Ausgangsverbindung ΧΣΙ) kann entweder in Form der freien Base oder in Form eines Salzes mit einer üblichen Säure wie Chlorwasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure oder Schwefelsäure eingesetzt werden. Wenn ein Säureadditionssalz der Verbindung (II) als eines der Ausgangsmaterialien eingesetzt wird, wird es vorgezogen, die Reaktion in Anwesenheit einer Base durchzuführen. Geeignete Beispiele einer solchen Base sind Magnesiumcarbonat, Magnesiumoxid, Silberoxid, Silbercarbonat, Pyridin und Triäthylamin.

Sie nachfolgende Nitroso-Substitutionsreaktion kann durch Behandeln der Verbindung (III) mit salpetriger Säure, einem Alkalisalz hiervon,(z. B. dem Natriumsalz, Kaliumsalz) oder einem Alkylnitrit, z. B. Amylnitrit, in Anwesenheit einer Säure, z. B. Chlorwasserstoff säure, Schwefelsäure oder Essigsäure, durchgeführt werden· Alternativ kann die« durch Behandeln der Verbindung (III) mit IFitroeylchlorid in einem geeigneten Lösungsmittel,*♦ 1. Pyridin oder eines Geniech von Natriumacetat und Essigsäure, bewerkstelligt werden. In beiden fällen wird es vorgezogen, die leaktion bei -5 ° bis 10 ⁰C» insbesondere bei 0° bi* 5 °0, durchzuführen.

1-098487.1*61"'

ORIGINAL INSPECTED

Die so erhaltenen Streptozotocinderivate (I) der Erfindung werden dann einem Beinigungsvorgang unterworfen. Direkte Kristallisation aus einem Alkanol mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, Verfahren unter Verwendung starker Kationenaustauscherharzabsorption, Gefriertrocknung oder einer Kombination dieser Verfahrensweisen können bevorzugt für diesen Zweck angewandt werden.

Die Streptozotocinderivate (I) der Erfindung können in einer pharmazeutisch Präparation in Verbindung mit oder zugemischt · zu einem pharmazeutischen Träger, der für die enterale oder parenterale Applikation geeignet ist, eingebracht werden. Träger, die nicht mit den Streptozotocinderivaten (I) reagieren, sollten hierzu ausgewählt werden. Gelatine, Lactose, Glucose, Natriumchlorid, Stärke, Magnesiumstearat, Talkum, pflanzliche öle, Benzylalkohol, Gumme sind geeignet. Andere bekannte medizinische Träger können ebenfalls eingesetzt werden. Die pharmazeutische Präparation kann z. B. eine Lösung, eine Suspension oder eine Emulsion sein. Die pharmazeutische Präparation kann sterilisiert werden und/oder sie kann Hilfsstoffe enthalten, z. B. konservierende, stabilisierende, benetzende oder ^rulgierende Mittel. Die pharmazeutische Präparation kann weiterhin andere therapeutisch wertvolle Substanzen enthalten.

Praktische und derzeit bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der folgenden Beispiele erläutert.

Beispiel 1

735mg Methyl-cc-D-glucosaminidhydroehlorid werden in 15 ml Wasser aufgelöst, und es werden 30 ibI Acetonitril zu der Irösung hinzugegeben.· 200 mg Methylisocyanat und 532 mg Silber-carbon&t werden zu der Lösung hinzugesetzt. Das Gemisch wird

109848/1961

auf einem Wasserbad 45 min unter Erhitzen im Rückfluß gehalten. Das Reaktionsgemisch wird zur Entfernung unlöslicher Stoffe filtriert. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck eingeengt. Der so erhaltene Rückstand wird aus Äthanol umkristallisiert. Es werden 494 mg Methyl-N-(N' -methyl-carbamoyl)-&-D-glucosaminid erhalten; Ausbeute ■ 65 %\ Pp ■ 182 - 188 ⁰C.

Das Produkt wird weiter aus n-Propanol umkristallisiert, um bei 188 - 191 ⁰C schmelzende Kristalle zu erhalten; f - +97,5° (C - U H₂O)

Analyse auf	(	C	³9^H18^M	2°6^S	7	,25; N -	11	,20
berechnet:	C	= 43,	19; H m	7	,51} N =	10	,95
gefunden:	- 42,	53; H »

400 mg der Kristalle werden in 10 ml Wasser aufgelöst, und es werden 3,0 ml Eisessig zu der lösung hinzugegeben. Unter Eiskühlung werden zu der Lösung 3,8 ml einer wäßrigen 0,5 N-Natriumnitritlösung tropfenweise hinzugefügt. Die lösung wird über

zu. der Xo sixzuc

Nacht in einem Kühlschrank stehengelassen. Dann weraen/10 ml eines Harzes eines starken Kationenaustauschers in der H-Porm (hergestellt von Rohm & Haas Company unter der Warenbezeichnung Amberlite IR-120) hinzugesetzt. Das Gemisch wird 20 min gerührt. Das Ionenaustauscherharz wird durch Filtration entfernt, und das Filtrat wird lyophilisiert. Die so erhaltenen rohen Kristalle werden aus Äthanol umkristallisiert. Es werden 214 mg Methyl-N-(N¹ -methyl-N¹ -nitroso-carbamoyl)-*C-D-glucosaminid als Nadeln erhalten; Ausbeute = 48 %; Fp « 129 - 133 °C;

« +107° (G =	0,5}	H₂O).	6,	14;	N *	15,	05
Analyse auf (	J₉H₁₇	N₃O₇.	6,	31}	N β		78
berechnet: G	= 38	,71} H *
gefunden: G	» 38	,81} H .

109848/1961

Beispiel 2

800 mg Methyl-ß-D-glucosaminidhydroChlorid werden in 20 ml .Wasser aufgelöst, und es werden 40 ml Acetonitril zu der Lösung hinzugegeben. 200 mg Methylisocyanat und 583 mg Silbercarbonat werden zu der Lösung hinzugesetzt. Das Gemisch wird auf einem Wasserbad für eine Stunde unter Erhitzen unter Rückfluß gehalten. Das Reaktionsgemisch wird zur Entfernung von löslichen Stoffen filtriert. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck konzentriert. Das zurückbleibende öl wird aus Äthanol umkristallisiert. Es werden 555 mg Methyl-N-(N'-methyl-carbamoyl)-ß-D-glucosaminid als weiße Kristalle erhaltenj Fp ■ 239,5 - 241 ⁰C; Ausbeute « 64 %.

Analyse auf CgH^gNpOg:

berechnet: C = 43,19; H = 7,25; N = 11,20 gefunden: C ■ 43,34-; H - 7,36; N = 11,94

456 mg der Kristalle werden in 10 ml Wasser aufgelöst, und es werden 3,0 ml Eisessig zu der Lösung hinzugesetzt. 4,3 ml einer wäßrigen 0,5 N-Natriumnitritlösung werden tropfenweise zu der Lösung unter Eiskühlung hinzugegeben. Die Lösung wird über Nacht in einem Kühlschrank stehengelassen. Dann werden 5 ml eines Harzes eines starken Kationenaustauschers in der H-Form (hergestellt von Rohm & Haas Company unter der Warenbezeichnung Amberlite IR-120) zu der Lösung hinzugesetzt. Das Gemisch wird 30 min gerührt. Das lonenaustauscherharz wird durch Filtration entfernt, und das Filtrat wird lyophilisiert. Die so erhaltenen rohen Kristalle werden aus Äthanol umkristallisiert. Es werden 354 mg Methyl-N-(N'-methyl-N^l-nitroso-carbamoyl)-ß-D-glucosaminid als weiße Nadeln erhalten; Ausbeute » 70 %; Fp - 149 °^G^

Analyse auf GgH

^r-rechnet: C « 38,71; H - 6,14; N - 15,05 gefunden: C - 39,56; H « 6,56; N » 14,87

109848/1961

Claims

JO

Patentansprüche

-lT-(lf' -methyl-N · nitro so -carbamoyl) -D-gluco saminid.
2. Anomeres des Λ-Typs der Verbindung nach Anspruch 1.
3· Anomeres des ß-Typs der Verbindung nach Anspruch 1.
4·. Verfahren zur Herstellung der Verbindung nach Anspruch 1, t dadurch gekennzeichnet, daß Methyl-D-

glucosaminid oder sein Salz mit Methylisocyanat kondensiert wird und das entstandene Methyl-N-(N'-methyl-carbamoyl)-D-glucosaminid mit einer Nitro soverbindung behandelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Methyl-D-glucosaminid das Anomere vom £X*-Iyp oder ß-Typ eingesetzt wird,
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensationsreaktion in einer wäßrigen Lösung unter Erhitzen auf 50 ° bis 150 ⁰C durchgeführt wird.
P 7· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Methyl-D-glucosaminid in !Form «ines Säureadditionssalzes eingesetzt wird, und die Kondensationsreaktion hiervon mit Methylisocyanat in Anwesenheit einer Base in einer wäßrigen Lösung durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß salpetrige Säure, ein Alkalisalz hiervon oder ein Alkylnitrit als Nitrosoverbindung verwendet wird, und die Behandlung mit dieser Nitro so verbindung in Anwesenheit einer Säure durchgeführt wird.

- 10 -109848/1961

9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung bei -5 ⁰O bis 10 ⁰C durchgeführt wird.

- 11 -109848/1961