DE3051054C2

DE3051054C2 -

Info

Publication number: DE3051054C2
Application number: DE3051054A
Authority: DE
Inventors: Tadashi Yokohama Kanagawa Jp Miyasaka; Masahiko Higashiyamato Tokio/Tokyo Jp Mutai; Seigo Tokio/Tokyo Jp Sawada; Kenichiro Mitaka Tokio/Tokyo Jp Nokata; Hisao Amagasaki Hyogo Jp Hagiwara
Original assignee: Yakult Honsha Co Ltd
Current assignee: Yakult Honsha Co Ltd
Priority date: 1980-05-09
Filing date: 1980-07-10
Publication date: 1991-07-04
Anticipated expiration: 2000-07-11
Also published as: JPS6242914B2; JPS56158786A

Description

Die Erfindung betrifft neue 7-Alkylderivate von Camptothecin, einem Alkaloid mit Antitumorwirkung einschließlich carcinostatischer Wirksamkeit, die starke Antitumorwirkung und/oder niedere Toxizität aufweisen, diese Verbindungen enthaltende pharmazeutische Mittel sowie Verfahren zur Herstellung 7-substituierter Camptothecine.

Camptothecin ist ein cytotoxisches Alkaloid, das zuerst von Wall et al. (J. Am. Chem. Soc. 88 [1966] 3888) aus Blättern und Rinde von Camptotheca accuminata (Nyssaceae), einer in China heimischen Pflanze, isoliert wurde; Camptothecin besitzt pentacyclische Struktur, die aus einem kondensierten Ringsystem von Chinolin (Ringe A und B), Pyrrolin (Ring C), α-Pyridon (Ring D) und einem sechsgliedrigen Lacton (Ring E) besteht und aufgrund der S-Konfiguration einer tertiären Hydroxygruppe in 20-Stellung Rechtsdrehung zeigt. Frühere Berichte über die carcinostatische Wirksamkeit von Camptothecin bezogen sich auf die Inhibitionswirkung gegenüber experimentell übertragenen Karzinomen wie Leucaemia L-1210 bei Mäusen oder Walker-256-Tumor bei Ratten (Chem. Rev. 23 [1973] 385; Cancer Treat. Rep. 60 [1967] 1007), die die Forschung auf dem Gebiet der Camptothecinsynthese stimulierten; aus später veröffentlichten biologischen Untersuchungen ergab sich jedoch, daß diese Verbindung hochtoxisch ist und sich demzufolge nicht als Chemotherapeutikum eignet. Aufgrund der hohen Toxizität wird Camptothecin selbst außer in China nicht für klinische Behandlungen eingesetzt; diese Verbindung stellt jedoch derzeit noch eine der wirksamsten Substanzen mit Antitumoraktivität dar und wird infolgedesen unter dem Gesichtspunkt eines biologischen Reagens, das zu einer selektiven Inhibierung der Biosynthese von Ribosomen- und Messenger-Ribonucleinsäuren ohne Störung der Mitochondrien-, 4S- oder 5S-Ribonucleinsäuren in der Lage ist, als wichtig angesehen (Nature [London], New Biol. 237 [1972] 144).

Diese frühen Berichte über die signifikate Antitumorwirksamkeit von Camptothecin stimulierten das intensive Interesse an der Totalsynthese und an chemischen Modifizierungen von Camptothecin. In zahlreichen Veröffentlichungen ist die Synthese von dl-Camptothecin, seinen intermediären Derivaten und von (+)-20(S)-Camptothecin beschrieben; die Synthese von (+)-20(S)-Camptothecin (rechtsdrehend) ist von E. J. Corey et al., J. Am. Chem. Soc. 40 (1975) 2140, publiziert. Die Synthese von dl-Camptothecin ist ferner auch beispielsweise von J. C. Bradley et al., J. Org. Chem. 41 (1976) 699, und H. G. M. Walraven et al., Tetrahedron 36 (1980) 321, veröffentlicht; die letztgenannte Publikation betrifft einen Bericht über die jüngste Synthese von Camptothecin.

Das natürliche Camptothecin, das aus Camptotheca accuminata isoliert wird, liegt bekanntermaßen in der d-Form vor. Keine der obigen Publikationen bezieht sich jedoch auf die chemische Modifizierung der Camptothecinstruktur im Hinblick auf seine chemotherapeutische Anwendung. Die bisher publizierten chemischen Modifizierungen beziehen sich hauptsächlich auf die Ringe D und/oder E des Camptothecingerüsts; die Ergebnisse dieser Modifizierungen waren jedoch bisher ausschließlich negativ im Hinblick auf die Beibehaltung der erwarteten carcinostatischen Wirksamkeit und führten nur zu einer außerordentlich geringen Verbesserung der Toxizität (J. Med. Chem. 19 [1976] 675).

Aus chemotherapeutischer Sicht ist es von Bedeutung, daß sich die chemischen Modifizierungen des Camptothecins auf die Ringe A, B und C beschränken sollten, ohne daß damit irgendwelche bedeutenderen Veränderungen in der gesamten Gerüststruktur verbunden sind, insbesondere in den Ringen D und E des natürlichen Camptothecins, da anzunehmen ist, daß die Ringe D und E für die oben erläuterte biologische Wirksamkeit wesentliche Strukturelemente darstellen. Über die Funktionalisierung von Resten mit den Ringen A, B und C ist nur wenig bekannt; Informationen liegen lediglich über die in China ausgeführte Nitrierung des Camptothecins in konzentrierter Schwefelsäure unter scharfen Reaktionsbedingungen zur Herstellung von 12-Nitrocamptothecin vor, das sich von anderen Reaktionsprodukten nur in aufwendigen Trennschritten abtrennen ließ. Das 12-Nitro-Derivat wird anschließend zum entsprechenden 12-Amino-Derivat reduziert, das danach diazotiert und anschließend hydrolysiert oder zur Einführung einer Hydroxygruppe, eines Chloratoms, einer Cyanogruppe oder einer Carboxylgruppe in 12-Stellung des Camptothecins der Sandmeyer-Reaktion unterzogen wird (P. Pei-chuang et al., Hau Hsueh Hsueh Pao 33 [1975] 71; Chem. Abstr. 84 [1976] 115 629p). Nach diesem Verfahren sind allerdings vier Stufen zur Herstellung des 12-Cyano-Derivats und fünf Stufen zur Herstellung des 12-Carboxy-Derivats aus natürlichem Camptothecin erforderlich. Außer diesem Verfahren, bei dem eine Anzahl aufwendiger Reaktionsstufen zur Einführung eines funktionellen Substituenten in 12-Stellung des Camptothecins erforderlich ist, war bisher nichts über chemische Modifizierungen zur Einführung eines funktionellen Substituenten im Ring A, B und/oder C bekannt.

Die extremen Schwierigkeiten, einen Substituenten in den Ring A, B und/oder C des Camptothecins einzuführen, beruhen wahrscheinlich auf der schlechten Löslichkeit des Camptothecins in gewöhnlichen organischen Lösungsmitteln und auf den Eigenschaften des stickstoffhaltigen heterocyclischen Rings, die Ionenreaktionen, insbesondere die sog. elektrophilen Reaktionen, die üblicherweise an aromatischen Ringen durchgeführt werden, beispielsweise Friedel-Crafts-Reaktionen, Vilsmeier-Haack-Reaktionen und andere Alkylierungs- und Acylierungsreaktionen, verhindern.

Aus diesen Gründen bestand auf diesem Gebiet ein großes Interesse an der Entwicklung neuer Derivate von Camptothecin mit hoher Antitumorwirksamkeit und/oder sehr geringer Toxizität durch chemische Modifizierung von natürlichem Camptothecin im Ring A, B und/oder C in einer Stufe ohne gleichzeitige Einführung irgendwelcher Veränderungen in der Struktur der Ringe D und E, die als für die physiologische Wirksamkeit unerläßlich angesehen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neue Camptothecinderivate anzugeben, die wirksame Antitumormittel darstellen und sich insbesondere zur Verabreichung durch Injektion sowie zur oralen Verabreichung eignen und zugleich bei sehr niederer Toxizität im lebenden Körper gut absorbierbar sind; ferner sollen Verfahren zur Herstellung dieser und anderer Camptothecinderivate angegeben werden, nach denen Substituenten in die Ringe B oder C des Camptothecins ohne irgendeine Modifizierung der Struktur der Ringe D und E des Camptothecins eingeführt werden können. Erfindungsgemäß sollen dementsprechend auch Antitumormittel unter Verwendung dieser wirksamen Camptothecinderivate angegeben werden.

Die Aufgabe wird gemäß den Ansprüchen 1, 3 und 10 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen.

Mit der Zielsetzung der Synthese neuer Camptothecinderivate mit extrem verringerter Toxizität unter Erhaltung der inhärenten Antitumorwirkung wurden erfindungsgemäß experimentelle Untersuchungen zum Ersatz von Wasserstoffatomen in den Ringen A, B und C durch einen von Wasserstoff verschiedenen Substituenten durchgeführt, wobei sorgfältig darauf geachtet wurde, daß bei diesem Austausch von Wasserstoffatomen gegen Substituenten keinerlei Veränderungen in der Struktur der Ringe D und E eintraten, die als für die physiologische Wirksamkeit des Camptothecins unerläßlich angesehen wird.

Als Ergebnis der im Rahmen der Erfindung durchgeführten umfangreichen Untersuchungen wurde überraschenderweise festgestellt, daß verschiedene Alkyl- oder Phenylalkylsubstituenten in 7-Stellung des Camptothecins ohne Veränderung der Ringe D und E eingeführt werden können, wenn anstelle der üblicherweise angewandten Ionenreaktionen Camptothecin in einer verdünnten wäßrigen Säurelösung einer radikalischen Substitutionsreaktion unterworfen wird. Die Erfindung, die ein allgemeines Verfahren zur Einführung funktioneller Substituenten in bestimmte Positionen des Camptothecingerüsts lehrt, beruht auf dieser Feststellung. Es ist entsprechend im Rahmen der Erfindung erstmals möglich, eine Reihe neuer Camptothecincerivate einstufig durch Einführung eines funktionellen Substituenten in 7-Stellung im Ring B herzustellen, wobei die grundlegende Gerüststruktur der Ringe A, B, C, D und E und die darin enthaltenen funktionellen Gruppen bei der Substitutionsreaktion unverändert bleiben.

Die erfindungsgemäßen Camptothecinderivate besitzen die allgemeine Formel I,

in der
X Methyl, Ethyl oder n-Propyl bedeutet;
sie schließt die wasserlöslichen Alkalimetallsalze dieser Verbindungen ein.

Die erfindungsgemäßen Camptothecinderivate besitzen ausgezeichnete pharmakologische Eigenschaften, wobei sie gegenüber bekannten Verbindungen hinsichtlich der Antitumorwirkung und/oder der Toxizität günstiger sind.

Die erfindungsgemäßen neuen Camptothecinderivate sind nicht auf Derivate des natürlich vorkommenden (+)-Camptothecins beschränkt und umfassen auch entsprechende Derivate synthetisch erhaltener entsprechender (-)- und dl- Camptothecine.

Camptothecin selbst weist als Ring E einen Lactonring auf; dieser Lactonring kann durch Einwirkung alkalischer Reagentien geöffnet werden. Wenn die erfindungsgemäßen Camptothecinderivate z. B. mit einem Alkalihydroxid oder -carbonat in üblicher Weise bei Raumtemperatur oder höherer Temperatur behandelt werden, können sie in die entsprechenden Alkalimetallsalze, wie etwa das Natrium-, Kalium- oder Lithiumsalz, übergeführt werden. Diese Salze sind sämtlich wasserlöslich und werden von der Erfindung mit umfaßt; sie werden durch Einwirkung einer Säure oder in vivo leicht wieder in die freie Säure umgewandelt.

Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft allgemein die Herstellung von Camptothecinderivaten der allgemeinen Formel II,

in der Y Alkyl, Cycloalkyl oder Aralkyl
bedeutet, und damit auch die Herstellung der erfindungsgemäßen Camptothecinderivate der Formel I; es ist gekennzeichnet durch Umsetzung von Camptothecin in einer radikalischen Reaktion mit einer Verbindung der allgemeinen Formel III

wobei Y die obige Bedeutung hat
mit Schwefelsäure und einem Peroxid oder einem Azobisacylonitril als Radikalbildner in einem wäßrigen Medium in Gegenwart von Übergangsmetallionen.

Wenn Q in Formel III -CH₂OH bedeutet, ist die entsprechende Verbindung ein Alkanol oder ein Aralkanol. Bevorzugte Beispiele für derartige Alkanole bzw. Aralkanole sind etwa geradkettige oder verzweigte primäre Alkohole, wie Ethanol, Propanol, Butanol, Pentanol, Hexanol, Octanol, 3-Methylpentanol, Isoamylalkohol, Cyclohexylmethanol, Cyclopentylmethanol, Decanol, Phenäthylalkohol und Phenylpropanol. Wenn Q -COOH bedeutet, ist die Verbindung der Formel III eine Fettsäure oder eine Phenylfettsäure. Beispiele für derartige Säuren sind etwa Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Hexansäure, Octansäure, Phenylessigsäure und β-Phenylpropionsäure. Wenn Q -CHO bedeutet, ist die Verbindung der Formel III entsprechend ein Aldehyd, wie Acetaldehyd, Propionaldehyd, Butyraldehyd, Caprylylaldehyd oder Phenylacetaldehyd. Wenn Q eine Gruppe -COX bedeutet, stellt die Verbindung der Formel III einen Dialkylether oder einen Diphenylalkylether dar. In diesem Fall können die beiden Alkylgruppen des Dialkylethers gleich oder verschieden sein.

Wenn Q für eine Gruppe

steht, ist die organische Verbindung beispielsweise ein t-Alkylhydroperoxid, bei dem die drei Alkylgruppen gleich oder unterschiedlich sein können. Eine bevorzugte Verbindung dieses Typs ist t-Butylhydroperoxid.

Die radikalische Reaktion wird im Prinzip durch Lösen eines zur Bildung von Übergangsmetallionen durch Dissoziation geeigneten Übergangsmetallsalzes, von Camptothecin, Schwefelsäure und einer Verbindung der allgemeinen Formel III in Wasser in beliebiger Reihenfolge und Zugabe des Radikalbildners, z. B. eines Peroxids, und Rühren des Gemischs durchgeführt. Üblicherweise werden eine Verbindung der allgemeinen Formel II und ein Übergangsmetallsalz in Wasser gelöst, worauf Camptothecin und Schwefelsäure in der angegebenen Reihenfolge zur Lösung zugegeben werden. Der Lösung wird dann unter Rühren und Eiskühlung der Radikalbildner zugesetzt, wobei das Rühren auch nach Erhöhen der Temperatur auf Raumtemperatur fortgesetzt wird. Nach Vervollständigung der Reaktion wird das Reaktionsgemisch mit Eiswasser versetzt und das resultierende Produkt mit einem nicht mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel, wie Chloroform, extrahiert und beispielsweise durch Säulenchromatographie und anschließendes Umkristallisieren aus einem organischen Lösungsmittel, wie n-Hexan- Chloroform, gereinigt.

Bevorzugte Beispiele für Übergangsmetallsalze, die zur Bildung von Übergangsmetallionen durch Dissoziation im Reaktionsmedium befähigt sind, sind Silbersalze, wie Silbernitrat, Silbersulfat, Silbercarbonat und Silberacetat, Eisensalze und Eisenoxide, wie Eisen(II)sulfat, Eisen(II)chlorid und Eisenmonoxid, Kupfersalze, wie Kupfer(I)- chlorid, Kupfer(II)-sulfat und Kupfer(II)nitrat, Cobaltsalze, wie Cobaltchlorid, Cobaltsulfat, Cobaltnitrat und Cobaltacetat, sowie etwa Nickelsalze, wie Nickelnitrat, Nickelsulfat und Nickelbromid. Neben diesen Verbindungen können ebenso auch Salze von Blei, Quecksilber, Cadmium, Thallium und Zink verwendet werden, beispielsweise Bleiacetat, Quecksilber(I)-chlorid, Cadmiumnitrat und Zinksulfat.

Beispiele für geeignete Radikalbildner sind z. B. anorganische Peroxide, wie Wasserstoffperoxid, Peroxosulfate, wie Kaliumperoxosulfat und Natriumperoxosulfat, Carosche Säure und ihre Salze, Bariumperoxid, Calciumperoxid und Natriumperoxid, sowie organische Peroxide, wie t-Butylhydroperoxid, Benzoylperoxid, Lauroylperoxid, Caprylylperoxid und DTBP. Ebenso sind auch Azobisacylnitrile, wie AIBN, als Radikalbildner verwendbar.

Wenn höhere Alkohole oder ähnliche Verbindungen, die nur eine geringe Wasserlöslichkeit besitzen, als Verbindungen der allgemeinen Formel III verwendet werden, wird zur Förderung der Auflösung derartiger nur wenig wasserlöslicher Verbindungen ein Hilfslösungsmittel verwendet. Hierfür eignen sich polare organische Lösungsmittel, die gegenüber der Reaktion inert und zur Bildung einer homogenen Phase befähigt sind, beispielsweise Essigsäure, Dimethylformamid, Acetonitril, Dioxan, Dimethoxyethan und Tetrahydrofuran. Auch verschiedene grenzflächenaktive Mittel, die zur Bildung einer homogenen Phase befähigt sind, insbesondere nichtionische grenzflächenaktive Mittel, können anstelle des Hilfslösungsmittels für diesen Zweck herangezogen werden.

Die Verbindung der allgemeinen Formel III wird vorzugsweise in einem großen molaren Überschuß gegenüber Camptothecin eingesetzt und beispielsweise in einem 20molaren Überschuß gegenüber Camptothecin verwendet. Das Übergangsmetallsalz bzw. der Radikalbildner, wie das Peroxid, werden beispielsweise in einem etwa 5- bis 8molaren Überschuß gegenüber der eingesetzten Camptothecinmenge verwendet. Die Verwendung der Verbindung der allgemeinen Formel III in einem großen Überschuß beruht darauf, daß das Vorliegen einer Überschußmenge an Radikalspecies im Reaktionsmedium nicht nur zur Verhinderung des Auftretens von Nebenreaktionen, die zur Nebenprodukten führen, sondern auch zur Beschleunigung der Bildung des Endprodukts innerhalb einer vernünftigen Zeitdauer dient.

Bei der obigen radikalischen Reaktion ist es von Bedeutung, daß bei Verwendung eines geradkettigen oder verzweigten primären Alkohols, wie Ethanol oder Isobutanol, als Verbindung der allgemeinen Formel III als Gruppe Y beispielsweise eine Methylgruppe im Fall der Verwendung von Ethanol oder eine Isopropylgruppe im Fall der Verwendung von Isobutanol, also der Rest des primären Alkohols außer der Endgruppe -CH₂OH, in die 7-Stellung des Camptothecins eingeführt wird. Anders ausgedrückt wird hierbei ein Alkylrest des Alkohols, von dem ein C-Atom ausgeschlossen ist, in sämtlichen Fällen in die 7-Stellung des Camptothecins eingeführt. Wenn als Verbindung Y-Q ein Cycloalkylmethanol, wie etwa Cyclohexylmethanol oder Cyclopentylmethanol, verwendet wird, kann die Cycloalkylgruppe direkt in die 7-Stellung des Camptothecins eingeführt werden. In ähnlicher Weise kann eine Phenylalkylgruppe, wie Benzyl, unter Verwendung eines aus dem Phenylalkylrest und der Gruppierung -CH₂OH zusammengesetzten Phenylalkanols eingesetzt werden, beispielsweise mit Phenethylalkohol aus der Formel III. Wenn eine Fettsäure oder eine Phenylfettsäure als Verbindung der Formel III verwendet wird, wird der Rest der Carbonsäure, von dem die Gruppierung -COOH abgespalten wurde, in die 7-Stellung des Camptothecins eingeführt. Wenn beispielsweise Essigsäure oder Isovaleriansäure als organische Verbindung eingesetzt wird, wird eine Methylgruppe bzw. eine Isobutylgruppe in die 7-Stellung des Camptothecins eingeführt. Die Verwendung von Phenylessigsäure dient entsprechend zur Einführung der Benzylgruppe in das Camptothecin. Gleiches gilt für den Fall, in dem ein Aldeyhd Y -CHO als Verbindung der Formel III verwendet wird. In diesem Fall wird der Rest eines derartigen Aldehyds ohne die Gruppierung -CHO in die 7-Stellung des Camptothecins eingeführt. Die Verwendung von Acetaldehyd oder Propionaldehyd liefert demgemäß 7-Methyl- bzw. 7-Ethylcamptothecin.

Wenn ein Keton Y-CO-Y (Q = COY), bei dem die beiden Alkyl- und/oder Phenylalkylreste (Y) gleich oder verschieden sein können, als Verbindung Y -Q der Formel III verwendet wird, wird einer der Reste Y in die 7-Stellung des Camptothecins eingeführt. Wenn ein symmetrisches Keton, wie etwa Aceton oder Diethylketon, verwendet wird, wird folglich eine Methylgruppe bzw. eine Ethylgruppe eingeführt. Wenn allerdings asymmetrische Ketone, wie Methylethylketon oder Methylisobutylketon, als Verbindung der Formel III verwendet werden, werden Methylgruppen und Ethylgruppen bzw. Methylgruppen und Isobutylgruppen gemischt in die 7-Stellung des Camptothecins eingeführt.

Wenn die Verbindung Y-Q ein Hydroperoxid ist, bedeutet Q eine Gruppe

Wenn t-Butylhydroperoxid als Verbindung Y-Q verwendet wird, sind die drei Alkylreste Y gleich, und es wird eine Methylgruppe in die 7-Stellung des Camptothecins eingeführt. Wenn jedoch einer oder zwei Alkylreste Y in Q verschieden sind, werden zwei oder drei verschiedene Arten von Alkylgruppen gemischt in die 7-Stellung des Camptothecins eingeführt. Dieser Umstand muß folglich bei Verwendung eines Ketons oder eines Hydroperoxids als Verbindung Y-Q sorgfältig beachtet werden.

Die erfindungsgemäßen Camptothecinderivate der Formel I besitzen hohe Antitumorwirksamkeit und/oder sehr geringe Toxizität. Aus den Ergebnissen von Tierversuchen geht hervor, daß die Mehrzahl der erfindungsgemäßen Camptothecinderivate dem Camptothecin selbst hinsichtlich der Antitumorwirksamkeit bei lymphatischer Leukämie L-1210 (Stamm des National Cancer Institute) überlegen ist. Die Toxizität der erfindungsgemäßen Camptothecinderivate ist allgemein niedrig. Die pharmakologische Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Camptothecinderivate beträgt im Vergleich zu Camptothecin selbst 100 bis 380%, ausgedrückt als Verhältnis der mittleren Lebensdauer behandelter Mäuse zur mittleren Lebensdauer unbehandelter Kontrollmäuse in Prozent (T/C- Wert, %). Die erfindungsgemäßen Camptothecinderivate eignen sich daher günstig als Antitumormittel sowie als Zwischenprodukte zur Herstellung anderer geeigneter Derivate.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Teile und Prozentangaben sind massebezogen.

Die Schmelzpunkte wurden in Kapillarröhrchen gemessen und sind unkorrigiert. Für die NMR-Spektren wurden bei 90 bzw. 100 MHz aufgenommen, wobei Tetramethylsilan (TMS) als interner Standard verwendet wurde.

Beispiel 1 Herstellung von 7-Methylcamptothecin

Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (4,17 g, 15 mmol) und Ethanol (3 ml, 60 mmol) wurden in Wasser (30 ml) gelöst. In der Lösung wurde Camptothecin (700 mg, 2 mmol) suspendiert und durch Zusatz von konzentrierter Schwefelsäure (15 ml) in kleinen Teilmengen darin gelöst. Das Gemisch wurde tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren mit einer 30%igen wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung (1,63 ml, 16 mmol) versetzt. Nach der Zugabe des Wasserstoffperoxids wurde das Gemisch 6 h bei Raumtemperatur gerührt. Dem Reaktionsgemisch wurde dann Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (2,0 g, 7,2 mmol) zugegeben, worauf tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren eine 30%ige wäßrige Wasserstoffperoxidlösung (1 ml, 9,8 mmol) zugesetzt wurde. Anschließend wurde 15 h bei Raumtemperatur weiter gerührt. Zur Vervollständigung der Reaktion wurden weiteres Eisen(II)- sulfat-heptahydrat (4,2 g, 15 mmol) und 30%ige wäßrige Wasserstoffperoxidlösung (1,5 ml, 14,7 mmol) zum Reaktionsgemisch hinzugegeben, worauf das Ganze 8 h bei Raumtemperatur gerührt wurde.

Das Reaktionsgemisch wurde anschließend mit Eiswasser (2,5 l) verdünnt und mit Chloroform (3 l) extrahiert. Die Chloroformschicht wurde über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde durch Säulenchromatographie an Silicagel (10 g) unter Verwendung von Chloroform als Elutionsmittel und durch Umkristallisieren aus n-Hexan-Chloroform gereinigt, wobei 127 mg (17,5%) 7-Methylcamptothecin in Form gelber, nadelförmiger Kristalle erhalten wurden.
F. 280 bis 281°C.

IR-Spektrum (KBr):
ν_max (cm^-1): 3350, 2920, 1755, 1650, 1600, 1470, 1155, 765.

NMR-Spektrum (DMSO-d₆):
δ (ppm):
0,91 (3H, t, J = 7,5 Hz),
1,88 (2H, q, J = 7,5 Hz), 2,79 (3H, s),
5,26 (2H, s), 5,41 (2H, s),
6,43 (1H, s, D₂O, ex), 7,34 (1H, s),
7,57-8,32 (4H, m).

Massenspektrum:
m/e: 362 [M⁺] (C₂₁H₁₈N₂O₄ = 362,37).

Beispiel 2 Herstellung von 7-Methylcamptothecin

Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (2,0 g, 7 mmol) wurde in Wasser (15 ml) gelöst; anschließend wurde Essigsäure (1,5 ml, 25 mmol) zugesetzt. In der resultierenden Lösung wurde Camptothecin (500 mg, 1,43 mmol) suspendiert und durch Zusatz konzentrierter Schwefelsäure (8 ml) in kleinen Teilmengen darin gelöst. Zu dieser Lösung wurde tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren t-Butylhydroperoxid (900 mg, 10 mmol) in kleinen Portionen zugegeben. Nach der Zugabe des t-Butylhydroperoxids wurde noch 1 h bei Raumtemperatur weiter gerührt.

Das Reaktionsgemisch wurde anschließend mit Eiswasser (500 ml) verdünnt und mit Chloroform (1,5 l) extrahiert. Die Chloroformphase wurde über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde gründlich mit Aceton gewaschen, wonach 440 mg (84,4%) Produkt erhalten wurden.

Die rohen Kristalle wurden durch Umkristallisieren aus Pyridin-Methanol gereinigt, wobei 300 mg (57,6%) 7-Methylcamptothecin in Form hell gelbweißer, nadelförmiger Kristalle erhalten wurden.

Die Analysedaten dieses Produkts waren mit denen der in Beispiel 1 erhaltenen Verbindung identisch.

Beispiel 3 Herstellung von 7-Ethylcamptothecin

In einer wäßrigen Lösung von Schwefelsäure (15 ml konzentrierte Schwefelsäure in 30 ml Wasser) wurden Camptothecin (1,00 g, 2,87 mmol), Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (5,60 g, 20,1 mmol) und 1-Propanol (6 ml, 86,1 mmol) gelöst. Diese Lösung wurde tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren mit einer 30%igen wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung (2,1 ml, 20,1 mmol) in kleinen Teilmengen versetzt. Nach der Zugabe des Wasserstoffperoxids wurde noch 1 h bei Raumtemperatur weiter gerührt.

Das Reaktionsgemisch wurde dann mit Eiswasser (2 l) verdünnt und mit Chloroformo (2,5 l) extrahiert. Die Chloroformphase wurde über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde zur Abtrennung und Reinigung des Produkts der Säulenchromatographie an Silicagel (15 g) unter Verwendung von Chloroform als Elutionsmittel unterzogen und danach aus n-Hexan-Chloroform umkristallisiert, wobei 265 mg (25,3%) 7-Ethylcamptothecin in Form hell gelbweißer, nadelförmiger Kristalle erhalten wurden.
F. 258 bis 261°C.

IR-Spektrum (KBr):
ν_max (cm^-1): 3370, 2920, 1750, 1650, 1600, 1460, 1150, 760.

NMR-Spektrum (DMSO-d₆-CDCl₃):
δ (ppm):
0,97 (3H, t, J = 7 Hz),
1,39 (3H, t, J = 7 Hz),
1,91 (2H, q, J = 7 Hz),
3,21 (2H, q, J = 7 Hz), 5,21 (2H, s),
5,24 (1H, d, J = 16 Hz),
5,57 (1H, d, J = 16 Hz), 7,49 (1H, s),
7,44-8,21 (4H, m).

Massenspektrum:
m/e: 376,1399 [M⁺] (C₂₂H₂₀N₂O₄ = 376,1422).

Beispiel 4 Herstellung von 7-Ethylcamptothecin

Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (350 mg, 1,25 mmol) wurde in Wasser (10 ml) gelöst. Zu der Lösung wurde Propionaldehyd (144 mg, 2,48 mmol) zugegeben und durch Zusatz von Essigsäure (10 ml) darin gelöst.

In der Lösung wurde Camptothecin (175 mg, 0,5 mmol) suspendiert und dann durch Zugabe von konzentrierter Schwefelsäure (2 ml) in kleinen Teilmengen darin gelöst. Die Lösung wurde tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren mit einer 30%igen wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung (144 mg, 1,27 mmol) in kleinen Portionen versetzt, worauf weitere 15 min unter Eiskühlung gerührt wurde.

Das Reaktionsgemisch wurde anschließend mit Eiswasser (500 ml) verdünnt und dann mit Chloroform (800 ml) extrahiert. Die Chloroformphase wurde über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde zur Abtrennung und Reinigung des Produkts der Säulenchromatographie an Silicagel (10 g) unter Verwendung von Chloroform als Elutionsmittel unterzogen, wobei 105 mg (55,8%) 7-Ethylcamptothecin in Form hell gelbweißer Kristalle erhalten wurden.

Die Analysendaten des resultierenden Produkts waren mit denen des in Beispiel 3 erhaltenen Produkts identisch.

Beispiel 5 Herstellung von 7-Ethylcamptothecin

Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (1,0 g, 3,59 mmol) wurde in Wasser (10 ml) gelöst. Zu dieser Lösung wurde Diethylketon (1,29 g, 15 mmol) zugegeben, worauf Essigsäure (6 ml) darin gelöst wurde. In dieser Lösung wurde Camptothecin (175 mg, 0,5 mmol) suspendiert und danach durch Zugabe von konzentrierter Schwefelsäure (2 ml) darin gelöst. Diese Lösung wurde anschließend tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren mit einer 30%igen wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung (560 mg, 5 mmol) in kleinen Teilmengen versetzt. Nach der Zugabe des Wasserstoffperoxids wurde das Gemisch 48 h bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde dann mit Eiswasser (500 ml) verdünnt und mit Chloroform (500 ml) extrahiert. Die Chloroformphase wurde über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde zur Abtrennung des Produkts der Säulenchromatographie an Silicagel (10 g) unter Verwendung von Chloroform als Elutionsmittel unterzogen, wobei 17 mg (13,8%) 7-Ethylcamptothecin und 61 mg nicht umgesetztes Camptothecin erhalten wurden.

Die Analysendaten des resultierenden 7-Ethylcamptothecins waren mit denen der in Beispiel 3 erhaltenen Verbindung identisch.

Beispiel 6 Herstellung von 7-Ethylcamptothecin

Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (1,20 g, 4,31 mmol) und Propionsäure wurden in Wasser (15 ml) gelöst. In der Lösung wurde Camptothecin (300 mg, 0,862 mmol) suspendiert und durch Zusatz von konzentrierter Schwefelsäure (6 ml) in kleinen Teilmengen darin gelöst. Diese Lösung wurde tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren mit einer 30%igen wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung (1 ml, 9,81 mmol) in kleinen Teilmengen während etwa 10 min versetzt. Nach der Zugabe des Wasserstoffperoxids wurde 16 h bei Raumtemperatur weiter gerührt.

Das Reaktionsgemisch wurde anschließend mit Eiswasser (300 ml) verdünnt und mit Chloroform (400 ml) extrahiert. Die Chloroformschicht wurde über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde zur Abtrennung und Reinigung des Produkts der Säulenchromatographie an Silicagel (10 g) unter Verwendung von Chloroform als Elutionsmittel unterzogen, wobei 73 mg (22,5%) 7-Ethylcamptothecin in Form eines gelbweißen Feststoffs erhalten wurden.

Die Analysendaten dieser Verbindung waren mit denen der in Beispiel 3 erhaltenen Verbindung identisch.

Beispiel 7 Herstellung von 7-Propylcamptothecin

Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (2,8 g, 10,1 mmol) und 1-Butanol (3 ml, 43 mmol) wurden in Wasser (30 ml) gelöst. In der Lösung wurde Camptothecin (500 mg, 1,43 mmol) suspendiert und durch Zugabe von konzentrierter Schwefelsäure (15 ml) darin gelöst. Diese Lösung wurde tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren mit einer 30%igen wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung (1,1 ml, 10,1 mmol) in kleinen Teilmengen versetzt. Anschließend wurde noch 4 h bei Raumtemperatur weiter gerührt.

Das Reaktionsgemisch wurde dann mit Eiswasser (1,5 l) verdünnt und mit Chloroform (2 l) extrahiert. Die Chloroformphase wurde über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde zur Abtrennung und Reinigung des Produkts der Säulenchromatographie an Silicagel (15 g) unter Verwendung von Chloroform als Elutionsmittel unterzogen; das Produkt wurde anschließend aus n-Hexan- Chloroform umkristallisiert, wobei 110 mg (21,0%) 7-Propylcamptothecin in Form hell gelbweißer, nadelförmiger Kristalle erhalten wurden.
F. 260 bis 261°C.

IR-Spektrum (KBr):
ν_max (cm^-1): 3400, 2930, 1745, 1650, 1600, 1455, 1155, 760.

NMR-Spektrum (CDCl₃):
δ (ppm):
1,03 (3H, t, J = 7 Hz),
1,08 (3H, t, J = 8 Hz),
1,25-2,05 (4H, m),
3,26 (2H, t, J = 8 Hz), 5,24 (2H, s),
5,52 (2H, dxd, J = 17 Hz), 7,67 (1H, s),
7,55-8,29 (4H, m).

Massenspektrum:
m/e: 390 [M⁺] (C₂₅H₂₂N₂O₄ = 390,43).

Beispiel 8 Herstellung von 7-Propylcamptothecin

Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (800 mg, 2,88 mmol) wurde in Wasser (10 ml) gelöst. Zu der Lösung von Butylaldehyd (260 mg, 3,61 mmol) zugegeben und durch Zusatz von Essigsäure (17 ml) darin gelöst. In der Lösung wurde Camptothecin (500 mg, 1,44 mmol) suspendiert und durch Zugabe von konzentrierter Schwefelsäure (2 ml) in kleinen Teilmengen darin in Lösung gebracht. Zu dieser Lösung wurde tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren eine 30%ige wäßrige Wasserstoffperoxidlösung (333 mg, 2,93 mmol) in kleinen Portionen zugegeben, wonach 20 min unter Eiskühlung weiter gerührt wurde.

Das Reaktionsgemisch wurde anschließend mit Eiswasser (1 l) verdünnt und mit Chloroform (1 l) extrahiert. Die Chloroformphase wurde über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde zur Abtrennung und Reinigung des Produkts der Säulenchromatographie an Silicagel (15 g) unter Verwendung von Chloroform als Elutionsmittel unterzogen, wobei 333 mg (59,3%) 7-Propylcamptothecin in Form gelbweißer Kristalle erhalten wurden.

Die Reinigung des Rohprodukts durch Umkristallisieren aus Ethanol ergab hellgelbe prismatische Kristalle.

Die Analysendaten dieses Produkts waren mit denen des in Beispiel 7 erhaltenen Produkts identisch.

Beispiel 9 Herstellung von 7-Butylcamptothecin

Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (3,0 g, 10,7 mmol) wurde in Wasser (30 ml) gelöst. In der Lösung wurde Camptothecin (500 mg, 1,43 mmol) suspendiert und durch Zusatz von konzentrierter Schwefelsäure (20 ml) darin gelöst. Diese Lösung wurde mit n-Amylalkohol (4,6 ml, 43 mmol) versetzt, worauf tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren eine 30%ige wäßrige Wasserstoffperoxidlösung (1,1 ml, 10,7 mmol) in kleinen Portionen zugesetzt wurde. Nach der Zugabe des Wasserstoffperoxids wurde 4 h bei Raumtemperatur weiter gerührt.

Das Reaktionssgemisch wurde anschließend mit Eiswasser (1,5 l) verdünnt und mit Chloroform (2 l) extrahiert. Die Chloroformphase wurde über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde zur Abtrennung und Reinigung des Produkts der Säulenchromatographie an Silicagel (10 g) unter Verwendung von Chloroform als Elutionsmittel unterzogen; das Produkt wurde durch Umkristallisieren aus n-Hexan-Chloroform weiter gereinigt, wobei 54 mg (9,3%) 7-Butylcamptothecin in Form hell gelbweißer, nadelförmiger Kristalle erhalten wurden.
F. 206 bis 207°C.

IR-Spektrum (KBr):
ν_max (cm^-1): 3350, 2930, 1745, 1680, 1600, 1450, 1150, 755.

NMR-Spektrum (CDCl₃):
δ (ppm):
0,80-2,04 (12H, m),
3,14 (2H, t, J = 7 Hz), 5,20 (2H, s),
5,26 (1H, d, J = 17 Hz),
5,73 (1H, d, J = 17 Hz), 7,62 (1H, s),
7,28-7,88 (2H, m),
7,96-8,26 (2H, m).

Massenspektrum:
m/e: 404 [M⁺] (C₂₄H₂₄N₂O₄ = 404).

Beispiel 10 Herstellung von 7-Butylcamptothecin

Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (300 mg, 1,07 mmol) wurde in Wasser (10 ml) gelöst. Diese Lösung wurde mit n-Amylalkohol (310 µl, 2,86 mmol) überschichtet; danach wurde Dimethylformamid (6 ml) zugesetzt, um den n-Amylalkohol in Lösung zu bringen. In der Lösung wurde Camptothecin (50 mg, 0,143 mmol) suspendiert und durch Zugabe von konzentrierter Schwefelsäure (1,5 ml) darin gelöst. Diese Lösung wurde tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren mit einer 30%igen wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung (110 µl, 1,07 mmol) in kleinen Teilmengen versetzt. Nach der Zugabe des Wasserstoffperoxids wurde das Gemisch 4 h bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde mit Eiswasser (100 ml) verdünnt und mit Chloroform (300 ml) extrahiert. Die Chloroformphase wurde über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde zur Abtrennung und Reinigung des Produkts der Säulenchromatographie an Silicagel (4 g) unterzogen, das durch Umkristallisieren aus n-Hexan-Chloroform weiter gereinigt wurde, wobei 18 mg (32%) 7-Butylcamptothecin in Form hell gelbweißer, nadelförmiger Kristalle erhalten wurden.

Die Analysendaten dieser Verbindung waren mit denen der in Beispiel 9 erhaltenen Verbindung identisch.

Beispiel 11 Herstellung von 7-Heptylcamptothecin

Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (800 mg, 2,88 mmol) wurde in Wasser (10 ml) gelöst. Zu der Lösung wurde Octanal (459 mg, 3,56 mmol) zugesetzt und durch Zugabe von Essigsäure (20 ml) darin gelöst. In dieser Lösung wurde Camptothecin (500 mg, 1,44 mmol) suspendiert und durch portionsweisen Zusatz von konzentrierter Schwefelsäure (4 ml) darin gelöst. Diese Lösung wurde tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren mit einer 30%igen wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung (333 mg, 2,94 mmol) in kleinen Portionen versetzt. Nach der Zugabe des Wasserstoffperoxids wurde unter Eiskühlung weitere 15 min gerührt.

Das Reaktionsgemisch wurde anschließend mit Eiswasser (1 l) verdünnt und mit Chloroform (600 ml) extrahiert. Die Chloroformphase wurde über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde zur Abtrennung und Reinigung des Produkts der Säulenchromatographie an Silicagel (15 g) unter Verwendung von Chloroform als Elutionsmittel unterzogen, wobei 334 mg (53,5%) 7-Heptylcamptothecin in Form eines gelbweißen Feststoffs erhalten wurden. Nach Umkristallisieren des Feststoffs aus Ethanol wurden gelbweiße, nadelförmige Kristalle erhalten.
F. 245 bis 246°C.

IR-Spektrum (KBr):
ν_max (cm^-1): 3380, 2920, 1750, 1655, 1600, 1460, 1160, 763.

NMR-Spektrum (CDCl₃):
δ (ppm):
0,80-2,05 (18H, m),
3,16 (2H, br, t, J = 8 Hz), 5,23 (2H, s),
5,30 (1H, d, J = 17 Hz),
5,72 (1H, d, J = 17 Hz), 7,65 (1H, s),
7,30-7,85 (2H, m),
8,02-8,30 (2H, m).

Massenspektrum:
m/e: 446 [M⁺] (C₂₇H₃₀N₂O₄ = 446,22).

Beispiel 12 Herstellung von 7-Heptylcamptothecin

Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (800 mg, 2,88 mmol) wurde in Wasser (10 ml) gelöst. Zu der Lösung wurde Octanal (459 mg, 3,56 mmol) zugegeben und durch Zusatz von Essigsäure (20 ml) in Lösung gebracht. In dieser Lösung wurde Camptothecin (500 mg, 1,44 mmol) suspendiert und durch portionsweise Zugabe von konzentrierter Schwefelsäure (4 ml) darin gelöst. Diese Lösung wurde tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren mit einer 30%igen wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung (333 mg, 2,94 mmol) in kleinen Teilmengen versetzt. Nach der Zugabe des Wasserstoffperoxids wurde 15 min unter Eiskühlung weiter gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde mit Eiswasser (1 l) verdünnt und mit Chloroform (600 ml) extrahiert. Die Chloroformphase wurde über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde zur Abtrennung und Reinigung des Produkts der Säulenchromatographie an Silicagel (15 g) unter Verwendung von Chloroform als Elutionsmittel unterzogen, wobei 334 mg (53,5%) 7-Heptylcamptothecin in Form eines gelbweißen Feststoffs erhalten wurden. Nach Umkristallisieren des Feststoffs aus Ethanol wurden gelbweiße, nadelförmige Kristalle erhalten.

Die Analysendaten dieser Verbindung waren mit denen der in Beispiel 11 erhaltenen Verbindung identisch.

Beispiel 13 Herstellung von 7-Nonylcamptothecin

Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (800 mg, 2,88 mmol) wurde in Wasser (10 ml) gelöst. Zu der Lösung wurde n-Decylaldehyd (560 mg, 2,94 mmol) zugegeben und durch Zusatz von Essigsäure (32 ml) darin in Lösung gebracht. In der Lösung wurde Camptothecin (500 mg, 1,44 mmol) suspendiert und darin durch portionsweisen Zusatz von konzentrierter Schwefelsäure (4 ml) gelöst. Diese Lösung wurde tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren mit einer 30%igen wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung (333 mg, 2,94 mmol) in kleinen Portionen versetzt. Nach der Zugabe des Wasserstoffperoxids wurde noch 30 min unter Eiskühlung weiter gerührt.

Das Reaktionsgemisch wurde anschließend mit Eiswasser (1 l) verdünnt und mit Chloroform (1 l) extrahiert. Die Chloroformphase wurde über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde zur Abtrennung und Reinigung des Produkts der Säulenchromatographie an Silicagel unter Verwendung von Chloroform als Elutionsmittel unterzogen, wobei 261 mg (38,3%) 7-Nonylcamptothecin in Form eines gelbweißen Feststoffs erhalten wurden. Die Reinigung dieser Verbindung durch Umkristallisieren aus Methanol ergab gelbweiße, nadelförmige Kristalle.
F. 205 bis 207°C.

IR-Spektrum (KBr):
ν_max (cm^-1): 3420, 2930, 1750, 1655, 1595, 1460, 1160, 762.

NMR-Spektrum (CDCl₃):
δ (ppm):
0,78-2,02 (22H, m),
3,16 (2H, br, t, J = 7 Hz),
5,24 (2H, s), 5,30 (1H, d, J = 17 Hz),
5,72 (1H, d, J = 17 Hz), 7,68 (1H, s), 7,50-7,90 (2H, m),
8,02-8,30 (2H, m).

Massenspektrum:
m/e: 474 [M⁺] (C₂₉H₃₄N₂O₄ = 474,25).

Beispiel 14 Herstellung von 7-Isobutylcamptothecin

Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (2,80 g, 10,1 mmol) wurde in Wasser (30 ml) gelöst. Die Lösung wurde mit Isoamylalkohol (3,5 ml, 39 mmol) überschichtet, worauf Dimethylformamid (10 ml) zugesetzt wurde, um den Isoamylalkohol in Lösung zu bringen. In dieser Lösung wurde Camptothecin (500 mg, 1,43 mmol) suspendiert und durch Zusatz von konzentrierter Schwefelsäure (15 ml) darin gelöst. Diese Lösung wurde tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren mit einer 30%igen wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung (1,1 ml, 10,1 mmol) in kleinen Portionen versetzt. Nach der Zugabe des Wasserstoffperoxids wurde noch weitere 40 min bei Raumtemperatur gerührt.

Das Reaktionsgemisch wurde anschließend mit Eiswasser (1,5 l) verdünnt und mit Chloroform (1,5 l) extrahiert. Die Chloroformschicht wurde über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde zur Abtrennung und Reinigung des Produkts der Säulenchromatographie an Silicagel (15 g) unter Verwendung von Chloroform als Elutionsmittel unterzogen, das dann durch Umkristallisieren aus n-Hexan-Chloroform weiter gereinigt wurde; danach fielen 95 mg (16,7%) 7-Isobutylcamptothecin in Form hellgelbweißer, nadelförmiger Kristalle an.
F. 198-200°C.

IR-Spektrum (KBr):
ν_max (cm^-1): 3400, 2930, 1740, 1650, 1595, 1450, 1155, 760.

NMR-Spektrum (CDCl₃):
δ (ppm):
1,07 (3H, t, J = 7 Hz),
1,07 (6H, d, J = 7 Hz),
1,93 (2H, q, J = 7 Hz),
2,12-2,40 (1H, m),
3,09 (2H, d, J = 7 Hz), 5,28 (2H, s),
5,54 (2H, dxd, J = 17 Hz),
7,68 (1H, s), 7,55-8,29 (4H, m).

Massenspektrum:
m/e: 404 [M⁺] (C₂₄H₂₄N₂O₄ = 404).

Beispiel 15 Herstellung von 7-Benzylcamptothecin

Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (3,40 g, 12,2 mmol) wurde in Wasser (30 ml) gelöst. Die Lösung wurde mit β-Phenethylalkohol (3,20 g, 28,6 mmol) überschichtet; anschließend wurde Essigsäure (27 ml) zugesetzt, um den β-Phenethylalkohol in Lösung zu bringen. In der Lösung wurde Camptothecin (500 mg, 1,43 mmol) suspendiert und durch Zusatz von konzentrierter Schwefelsäure (30 ml) darin gelöst. Dieses Gemisch wurde tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren mit einer 30%igen wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung (1,5 ml, 14,7 mmol) in kleinen Portionen versetzt. Nach der Zugabe des Wasserstoffperoxids wurde noch 16 h bei Raumtemperatur weiter gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde mit Eiswasser (1,5 l) verdünnt und mit Chloroform (1,5 l) extrahiert. Die Chloroformphase wurde über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde gründlich mit n-Hexan gewaschen und zur Abtrennung und Reinigung des Produkts der Säulenchromatographie an Silicagel (10 g) unter Verwendung von Chloroform als Elutionsmittel unterzogen, das durch Umkristallisieren aus n-Hexan-Chloroform weiter gereinigt wurde; es wurden 202 mg (50,6%) 7-Benzylcamptothecin in Form hellgelbweißer, nadelförmiger Kristalle erhalten.
F. 263 bis 265°C.

IR-Spektrum (KBr):
ν_max (cm^-1): 3360, 2800, 1735, 1650, 1590, 1440, 1145, 755, 695.

NMR-Spektrum (CDCl₃):
δ (ppm):
1,03 (3H, t, J = 7,5 Hz),
1,89 (2H, q, J = 7,5 Hz), 4,58 (2H, s),
5,14 (2H, s), 5,26 (1H, d, J = 16,2 Hz),
5,73 (1H, d, J = 16,2 Hz),
7,00-7,34 (5H, m), 7,68 (1H, s),
7,55-8,32 (4H, m).

Massenspektrum:
m/e: 438 [M⁺] (C₂₇H₂₂N₂O₄ = 438,47).

Beispiel 16 Herstellung von 7-β-Phenethylcamptothecin

In einer wäßrigen Schwefelsäurelösung (10 ml konzentrierte Schwefelsäure in 25 ml Wasser) wurden Camptothecin (350 mg, 1 mmol) und Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (2,0 g, 7,2 mmol) gelöst. Die Lösung wurde mit 3-Phenylpropanol (1,5 g, 11,0 mmol) überschichtet, worauf Dimethylformamid (10 ml) zugesetzt wurde, um das 3-Phenylpropanol in Lösung zu bringen. Dieses Gemisch wurde tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren mit einer 30%igen wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung (740 µl, 7,2 mmol) in kleine Portionen versetzt. Nach der Zugabe des Wasserstoffperoxids wurde das Gemisch 20 h bei Raumtemperatur gerührt. Diesem Reaktionsgemisch wurden Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (2,0 g, 7,2 mmol), 3-Phenylpropanol (1,5 g, 11,0 mmol) und Dimethylformamid (35 ml) zugegeben. Das Gemisch wurde unter Eiskühlung und Rühren mit einer 30%igen wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung (740 µl, 7,2 mmol) versetzt und anschließend weitere 20 h bei Raumtemperatur gerührt.

Das Reaktionsgemisch wurde anschließend mit Eiswasser (1,5 l) verdünnt und mit Chloroform (2,0 l) extrahiert. Die Chloroformphase wurde über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde zur Abtrennung und Reinigung des Produkts der Säulenchromatographie an Silicagel (10 g) unter Verwendung von Chloroform als Elutionsmittel unterzogen, das durch Umkristallisieren aus n-Hexan-Chloroform weiter gereinigt wurde, worauf 66 mg (14,2%) 7-β-Phenethylcamptothecin in Form hell gelbweißer, nadelförmiger Kristalle erhalten wurden.
F. 260 bis 262°C.

IR-Spektrum (KBr):
ν_max (cm^-1): 3370, 2920, 1745, 1655, 1600, 1450, 1155, 755, 700.

NMR-Spektrum (CDCl₃):
δ (ppm):
1,02 (3H, t, J = 7,5 Hz),
1,89 (2H, q, J = 7,5 Hz),
3,47 (2H, t, J = 7 Hz),
3,80 (2H, t, J = 7 Hz), 4,78 (2H, s),
5,24 (1H, d, J = 17 Hz),
5,70 (1H, d, J = 17 Hz),
6,98-7,40 (5H, m), 7,61 (1H, s),
7,51-8,38 (4H, m).

Massenspektrum:
m/e: 452 [M⁺] (C₂₈H₂₄N₂O₄ = 452,49).

Beispiel 17 Herstellung von 7-Isopropylcamptothecin

Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (2,0 g, 7,5 mmol) wurde in Wasser (20 ml) gelöst. Die Lösung wurde mit Isobutanol (2,75 ml, 30 mmol) überschichtet, worauf Essigsäure (6 ml) zugesetzt wurde, um das Isopropanol in Lösung zu bringen. In der Lösung wurde Camptothecin (350 mg, 1 mmol) suspendiert und durch Zugabe von konzentrierter Schwefelsäure (17 ml) darin gelöst. Diese Lösung wurde tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren mit einer 30%igen wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung (760 µl, 7,5 mmol) in kleinen Portionen versetzt. Nach der Zugabe des Wasserstoffperoxids wurde das Gemisch 30 min bei Raumtemperatur gerührt.

Das Reaktionsgemisch wurde anschließend mit Eiswasser (1 l) verdünnt und mit Chloroform (1,5 l) extrahiert. Die Chloroformphase wurde über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde zur Abtrennung und Reinigung des Produkts der Säulenchromatographie an Silicagel (10 g) unter Verwendung von Chloroform als Elutionsmittel unterzogen, das durch Umkristallisieren aus n-Hexan- Chloroform weiter gereinigt wurde, worauf 128 mg (32,8%) 7-Isopropylcamptothecin in Form hell gelbweißer, nadelförmiger Kristalle erhalten wurden.
F. 258 bis 259°C.

IR-Spektrum (KBr):
ν_max (cm^-1): 3400, 2950, 1750, 1645, 1595, 1460, 1155, 760.

NMR-Spektrum (CDCl₃):
δ (ppm):
1,04 (3H, t, J = 7,5 Hz),
1,54 (6H, d, J = 7 Hz),
1,90 (2H, q, J = 7,5 Hz),
4,00 (1H, heptet, J = 7 Hz),
5,29 (1H, d, J = 17 Hz), 5,37 (2H, s),
5,75 (1H, d, J = 17 Hz), 7,63 (1H, s),
7,45-8,36 (4H, m).

Massenspektrum:
m/e: 390 [M⁺] (C₂₃H₂₂N₂O₄ = 390).

Beispiel 18 Herstellung von 7-Cyclohexylcamptothecin

Eisen(II)-sulfat-heptahydrat (3,0 g, 10,73 mmol) wurde in Wasser (30 ml) gelöst. Die Lösung wurde mit Cyclohexylmethanol (1,63 ml, 14,3 mmol) überschichtet und unter Rühren mit Essigsäure (22 ml) versetzt, um das Cyclohexylmethanol in Lösung zu bringen. In dieser Lösung wurde Camptothecin (500 mg, 1,43 mmol) suspendiert und durch Zusatz von konzentrierter Schwefelsäure (8 ml) darin gelöst. Dieses Gemisch wurde tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren mit einer 30%igen wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung (1,1 ml, 10,73 mmol) in kleinen Portionen versetzt. Nach der Zugabe des Wasserstoffperoxids wurde noch weitere 30 min bei Raumtemperatur gerührt.

Das Reaktionsgemisch wurde dann mit Eiswasser (1 l) verdünnt und mit Chloroform (1,5 l) extrahiert. Die Chloroformphase wurde über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde zur Abtrennung und Reinigung des Produkts der Säulenchromatographie an Silicagel (10 g) unter Verwendung von Chloroform als Elutionsmittel unterzogen, das durch Umkristallisieren aus n-Hexan-Chloroform weiter gereinigt wurde, wobei 181 mg (29,4%) 7-Cyclohexylcamptothecin in Form hell gelbweißer, nadelförmiger Kristalle erhalten wurden.
F. 260 bis 261°C.

IR-Spektrum (KBr):
ν_max (cm^-1): 3380, 2920, 1745, 1655, 1595, 1440, 1155, 765.

NMR-Spektrum (CDCl₃):
δ (ppm):
1,04 (3H, t, J = 8 Hz),
1,20-2,18 (12H, m), 3,70 (1H, m),
5,30 (1H, d, J = 17 Hz), 5,39 (2H, s),
5,72 (1H, d, J = 17 Hz), 7,67 (1H, s),
7,50-7,85 (2H, m),
8,16-8,27 (2H, m).

Massenspektrum:
m/e: 430 [M⁺] (C₂₆H₂₆N₂O₄ = 430,19).

Pharmakologische Versuche

Die Antitumorwirkung von erfindungsgemäßen bzw. nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen 7-substituierten Camptothecinderivaten ist in Tabelle 1 zusammengestellt. Die pharmakologische Wirkung der Camptothecinderivate (Wirkung bei lymphatischer Leukämie L-1210 an Mäusen) wurde wie folgt bestimmt:

10 weiblichen BDF₁-Mäusen einer Körpermasse von etwa 25 g wurden mit 5 · 10⁵ Tumorzellen der lymphatischen Leukämie L-1210 intraperitoneal beimpft. 24 Stunden nach der Impfung erhielten die Mäuse einmal täglich während fünf aufeinanderfolgenden Tagen eine intraperitoneale Injektion der Testverbindung. Die prozentuale Lebensverlängerung wurde beobachtet. Die Antitumoraktivität wurde in diesem Fall berechnet als Verhältnis der mittleren Überlebenstage (T) der mit der Testverbindung behandelten Mausgruppe zu den mittleren Überlebenstagen (C) einer Gruppe von nicht behandelten Mäusen (Kontrolle), d. h. als Verhältnis T/C in Prozent.

In Tabelle 2 sind zwei erfindungsgemäße Camptothecinderivate der Tabelle 1 mit Camptothecin selbst verglichen. Dazu wurden die Mindestwirkdosis (MED), die Maximaltoleranzdosis (MTD) und der therapeutische Index (TI) bestimmt; der therapeutische Index wurde gemäß folgender Gleichung berechnet:

Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Verbindungen dem Camptothecin selbst überlegen sind.

Tabelle 1

Antitumor-Wirksamkeit 7-substituierter Camptothecinderivate

Tabelle 2

Claims

1. Camptothecinderivate der allgemeinen Formel I, in der
X Methyl, Ethyl oder n-Propyl bedeutet,
sowie ihre Alkalimetallsalze.

2. 7-Ethylcamptothecin.

3. Verfahren zur Herstellung von Camptothecinderivaten der allgemeinen Formel II mit Y = Alkyl, Cycloalkyl oder Aralkyl
sowie seiner Alkalimetallsalze,
dadurch gekennzeichnet, daß man Camptothecin in einer radikalischen Reaktion mit einer Verbindung der allgemeinen Formel III wobei Y die obige Bedeutung hat
mit Schwefelsäure und einem Peroxid oder einem Azobisacylonitril als Radikalbildner in einem wäßrigen Medium in Gegenwart von Übergangsmetallionen umsetzt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Übergangsmetallsalz Silbernitrat verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Übergangsmetallsalz Eisen(II)-sulfat verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Peroxid Ammoniumpersulfat verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Peroxid Wasserstoffperoxid verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Verbindung der Formel III in einem etwa 20molaren Überschuß gegenüber Camptothecin eingesetzt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsmetallsalz bzw. das Peroxid in einer Überschußmenge von etwa 5 bis 8 mol, bezogen auf 1 mol Camptothecin, eingesetzt werden.

10. Pharmazeutische Mittel, gekennzeichnet durch mindestens ein Camptothecinderivat der Formel I gemäß Anspruch 1 oder 2.