DE3236455A1

DE3236455A1 - Epoxide von benzophenanthridinalkaloiden, verfahren zu deren herstellung und arzneimittel, welche diese enthalten

Info

Publication number: DE3236455A1
Application number: DE19823236455
Authority: DE
Inventors: José Manuel Gaspar 1700 Lissabon Pereira; Joaquim da 1400 Lissabon Rocha Madureira
Original assignee: QUATRUM EMPRESA NACIONAL DE QU
Current assignee: QUATRUM EMPRESA NACIONAL DE QU
Priority date: 1981-10-01
Filing date: 1982-10-01
Publication date: 1983-05-05
Also published as: PT73763B; BR8205780A; NL8203839A; IN155552B; PT73763A; GB2108955A; GB2108955B

Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

PAT E N TAN WALTE

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . DIPL-ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMAN N · DIPL.-I NG. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FDCHSLE . DR. R E R. N AT. B. .H AN SE N ARABELLASTRASSE 4 ■ D-8000 MO NCH EN 81 ■ TELEFON (089) »11087 · TELEX 05-29619 (PATHE)

Epoxide von Benzophenanthridinalkaloi-

den, Verfahren zu deren Herstellung

und Arzneimittel, welche diese enthalten

Die Erfindung betrifft neue Verbindungen, die pharmazeutisch wirksam ist, und zwar gegenüber Leukämie, Bilharziosis, Pseudomonas aeruginosa sowie gutartigen und bösartigen Tumoren wie Granuloma pyogenicum, Kerato-acanthoma, Basal-Zellenkarzinoma, Squamons-Zellenkarzinoma, malignen Melanoma, Kaposi's Sarkom und Adeno-Karzinom der Brust sowie auch gegen periodontale Erkrankungen und Zahnkaries. Die Erfindung betrifft auch Arzneimittel, welche diese Verbindungen enthalten und ein Verfahren zur Herstellung der Verbindungen durch chemische Epoxidation. Die cytostatisch und cytotoxisch aktiven organischen Verbindungen werden als Benzo/c/phenanthridinalkaloide oder einfacher als Benzo/c/phenanthridine bezeichnet.

Die zu epoxidierenden Verbindungen können als Säuresalze mit den nachfolgenden Formeln IA bis VIA vorliegen:

5 O.

(SIA)

Οπα)

(IVA)

(VA)

(VIA),

worin R.., R„, R₃, R. und R₅ Wasserstoff oder Alkyl und X für ein Halogenid, ein Nitrat, Perchlorat, Sulfat, saures Sulfat oder Carboxylat steht, oder die Verbindungen können als Basen mit den Formeln VIIA bis XIIA

I H'' OR₆

(VIIA)

(IXA)

R₂O

(XIA)

(XfIA)

vorliegen, worin R₁ bis R- die gleiche Bedeutung haben wie vorher angegeben und R, Wasserstoff oder Alkyl bedeutet. Von diesen sind die wichtigsten Fagaronin (Formein VIA in der SaIζform und XII in der Basenformy worin R₁, R₉ und R_r Methylgruppen, X~ Chlorid, R_ Wasserstoff und R^ Wasserstoff und R. Methyl oder umgekehrt R. Wasserstoff und R₃ Methyl bedeutet. Diese Verbindung ist sehr cytotoxisch und aktiv gegen Leukämie P388 bei Mäusen

(W.M. Messmer, M. Thin-Wa, H.H.S. Fong, C. Bevellö, N. R. Farnsworth, D.J. Abraham und J. Trojänek, J-. Pharm. Sei. 61 , 1858 (1972). Ebenso ist Nitidin (Formeln VA in der Salzform und XIA in der Basenform, worin Rw R₂ und R₁. Methylgruppen, X Chlorid und R, Wasserstoff bedeutet) auch als außerordentlich cytotoxisch anzusehen und ist aktiv gegen Leukämie P388 bei der Maus iM.R. Wall, M.C. Wani und H.L. Taylor, 162. Nationales Meeting of the American Chemical Society, Washington D.C., September 1971, Abstracts MEDI 34)

Andere Benzo/c/phenanthridin-Alkaloide sind Sanguinarin (Formel IA in der Salzform und Formel VIIA in der Basenform, worin Rj. Methyl, X Chlorid und R_fi Wasserstoff bedeuten) , das in der Salzform auch 2, 3 :7, 8-Bis-xnethyleridioxy-5-methylphenanthridiniumchlorid bezeichnet wird.

Chelerythrin (Formel IIA in der Salzform und Formel ■ VIIIA in der Basenform, worin R₁ „ R» und R₁. Methylgruppen, X^-" Chlorid und R_ß Wasserstoff bedeuten) , das in der Salzformauch 2,3-Methylen-dioxy-5-methyl-7,8-dimethoxyphenanthridiniumchlorid genannt wird, sind zwar cytotoxisch, aber gegenüber Leukämie inaktiv.·, (F.R. Stermitz, N.A. Larson und D.K. Kim, J= Medicinal Chemistry 16 939 (1973)) .

In der portugiesischen Patentanmeldung 71.727 der Orea Inc. werden aktive Wirkstoffe aus Pflanzenextrakten wie "Sanguinaria canadensis", die gegenüber Cancer aktiv sind, zusammen mit anderen Bestandteilen beschrieben.

Die vorliegende Erfindung berücksichtigt die Tatsache, daß Verbindungen mit einer den Benzophenanthridinalkaloiden sehr ähnlichen Struktur, nämlich Benzophenanthrene, den aromatischen polycyclischen Kohlenwasserstoffe mit den gleichen aromatischen Ringen wie Benzophenanthridine,

$5 die sich von diesen durch den Ersatz des Stickstoffatoms durch eine CH-Gruppe unterscheiden, als Cancerinduktoren

nur durch ihre Metaboliten wirken, wobei eine Epoxidation der Doppelbindung 11,12 der sog. K-Region erfolgt,

(D.W. Nebert, R.C. Lewit und 0. Pelkonen in "Carcinogens Identification and Mechanisms of Action", herausgegeben von A.C. Griffin und CR. Shaw, Raven Press, New York 1979) . Es ist auch bekannt, daß die gleichen Induktoren von Krebs gleichzeitig Inhibitoren für eine Karzinogenität darstellen, was nur scheinbar absurd klingt (L.W. Wattenber in der gleichen Arbeit), da sie in verschiedenen Phasen des Verfahrens wirksam werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft neue 11,12-Epoxide von Benzophenanthridinalkaloiden. Sie betrifft ein Verfahren zur Herstellung derselben durch eine mehrstufige Umsetzung, die im wesentlichen aus zwei Phasen besteht: (a) der Hydroxybrominierung mittels einer eine Stickstoff-Brom-Bindung enthaltenden Verbindung, z. B. N-Bromosuccinimid und b) Dehydrobromierung unter Ausbildung des entsprechenden Epoxids. ^-

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in der Praxis interessant, weil man neue Verbindungen mit pharmazeutischen Aktivitäten erhält, die denen der Grundverbindung vor der Epoxidation ähnlich sind, wobei der Unterschied aber darin besteht, daß sie aufgrund der metabolischen Umwandlung in den Zellen, in denen sie wirksam werden, eine höhere Aktivität haben. Sie können weiterhin bei der Synthese von anderen neuen Verbindungen mit pharmazeutischer Aktivität als Zwischenprodukte verwendet werden, indem man den Epoxidring öffnet.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Epoxide kann man entweder von reinen Benzophenanthridinverbindungen oder von einer Mischung von zwei oder mehr davon ausgehen. Mischungen sind insofern interessant, als sie in gewissen Pflanzen, z„ B. in Sanguinaria canadensis als Mischung von zwei Benzophenanthridinalkaloiden (Sanguinarin und Chlerythrin) vorkommen, und es ist deshalb wirtschaftlicher, die beiden Alkaloide gleichzeitig zu epoxidieren und eine Mischung der beiden Epoxide bei der Herstellung des Arzneimittels zu verwenden, als die beiden Alkaloide zu trennen und dann die Epoxidation mit den Einzelkomponenten vorzunehmen.

Weiterhin bleibt festzustellen, daß beim Ausgehen von gewissen Benzophenanthridinalkaloiden, z. B. von Sanguinarin wie auch von den entsprechenden Epoxiden pharmazeutisch aktive Zubereitungen nur erhalten werden, wenn das Alkaloid oder dessen Epoxid mittels eines Metallsalzes in Komplexform gebracht wird. Im Falle des nichtepoxidierten Benzophenanthridinalkaloids ist dies eine bekannte Tatsache, insbesondere für Sanguinarin seit 1878 (US-PS-A-2Q9 331 von Littleton Daniel), wobei die Neuheit der vorliegenden Anmeldung dieses Prinzips darin zu sehen ist, daß die Benzophenanthridine epoxidiert sind. 25

Die folgenden Beispiele beschreiben die Erfindung, ohne diese aber zu beschränken.

Beispiel 1

Epoxidation von Sanguinarin (Base) (2,3;7,8-Bis-methylendioxy-6-hydroxy-5-methyl-5,G-dihydrobenzo/c/phenanthridin

1 . Hydroxybromierung

2 g Sanguinarin werden in 50 ml Tetrahydrofuran gelöst und gerührt und die Temperatur auf 20⁰C eingestellt.

0,2 ml Perchlorsäure und 1 g Dibromantin werden zugegeben und dann wird 3 0 min gerührt. Anschließend werden 0,5 ml einer 25 %igen wäßrigen Natriumbisulfatlösung zugegeben. Die bei dieser Umsetzung gebildete Hydroxybrominierte Verbindung wird nicht isoliert, sondern direkt für die nächste Stufe verwendet.

2. Dehydrobromierung

Die Temperatur wird bei 20⁰C gehalten und unter Rühren werden 2 g Natriumhydroxid, die zuvor in 30 ml Wasser gelöst wurden, zugegeben. Anschließend gibt man 3 ml Essigsäure zu. Das gesamte Tetrahydrofuran wird abgedampft und der Rückstand wird filtriert, mit Wasser gewaschen und im Vakuum bei 40⁰C getrocknet. Man erhält 2 g 2,3:7,8-Bis-methylen-dioxy-6-hydroxy-5-methyl-5,6-dihydro-benzo/c_/phenanthridin-11 , 1 2-epoxid mit dem F. 230,5⁰C. UV-Spektrum in Ethanol: ylmax 330, 290, 240 und 220 nm. IR-Spektrum (in KBr) 2940 (sehr breit) 1765, 1680 (wenig breit) 1640 (wenig scharf), 1520, (mittelscharf) _r 1500, 1490, 1470 (sehr scharf), 1450, 1440, 1420, 1400, 1360, 1340 (wenig scharf) 1250 (sehr scharf) 1260, 1230, 1205, 1180 (wenig scharf), 1100 (sehr breit), 1005, 980 (wenig scharf), 950 (mittelscharf),

930, 890, 880, (wenig scharf), 870 (mittelscharf), 815 (sehr scharf), 790, 770, 760, 720, 680, 625 (wenig scharf), 470 (sehr breit). NMR-Spektrum (300 MHz, d_ß DMSO-TSS):

<?2,759 (^N-CH₃), ^3,225, 3,372 (H^;^) ^S₁ 406 (H₆) cf6,200, 6,259, 6,298 (2xO-CH -O, 2 Dubletten je-

weils zentriert bei 6,249 und 6,278) 7,112, 7,136, 7,617, 7,641 (H_{1 4} AB-System zentri
7,504, 7,734, 8,264 .. (Hg_{1 Q}) .

7,641 (H_{1 4} AB-System zentriert bei 7,375;. J_AB = -7,3 Hz)

Beispiel 2

überführung der Sanguinarin(Base)-epoxids, d. h. von 2,3:7,S-Bis-methylen-dioxy-e-hydroxy-S-methyl-S ,6-dihydrobenzo/c7phenanthridin-11,12-epoxid in das entsprechende Chlorid des Sanguinarinium-epoxids, d. h. 2,3:7,8-Bisntethylen-dioxy-6-hydroxy-5-methyl-5,6-dihydrobenzo/c/~ phenanthridiniumchlorid-11,12-epoxid

1 g der Base wird in Chloroform oder Aceton gelöst und dazu wird wäßrige Salzsäure tropfenweise zugegeben, bis die Substanz mit einer leuchtend orangen Farbe ausfällt= Di.ese Substanz wird abfiltriert, mit Chloroform gewaschen und bei Raumtemperatur im Vakuum getrocknet. Sie hat einen F, zwischen 300 und 350⁰C unter Zersetzung.

Beispiel 3

Epoxidierung von Chlerythrin(Base) (2,3~methylen-dioxy-6-hydroxy-5-methyl-7,8-dimethoxy-5, 6-dihydrobenzo/c_7phenanthridin)'

Das Verfahren verläuft ähnlich wie in Beispiel 1, wobei man jedoch von 2 g Cherythrin (Base) anstelle von Sanguinarin (Base) ausgeht. Man erhält 2 g Cherythrinepoxid, das D ist 2,3-Methylen-dioxy-6-hydroxy-5-methyl-7,8-dimethoxy-5,6-dihydrobenzo/c/phenanthridin-11,12-epoxid.

Der Schmelzpunkt beträgt 250,0⁰C. UV-Spektrum in Ethanol:

X max 340, 285, 230 und 210 nm. IR-Spektrum (in KBr): 2940 (sehr breit), 1765 (wenig breit), 1680 mittelscharf), 1635, 1620, 1565 (wenig breit) 1520 (wenig scharf), 1500 feehr scharf) 1465, 1430, 1400, 1370, 1330, 1310 (wenig scharf) 1275 (sehr scharf) 1220, 1190, 1120 (wenig breit), 1050 (sehr scharf) 1000 (wenig breit), 955 (mittelscharf), 915, 900 (wenig breit), 870 (mittelscharf), 840 (wenig breit), 815 (mittelscharf), 730, 675, 605, 525 (wenig breit) und 475 (sehr breit). NMR-Spektrum (300 MHz, d_ß-DMSO-TSS): <fo,868, 1,245, 2,725, 3,176, 3,191, 3,745, 3,779, 3,848, 3,901, 4,191, 5,357, 5,637, 5,646, 5,798, 5,833, 5,847, 6,127, 6,151, 6,181, 6,279, 6,303, 7,033, 7,063, 7,347, 7,449, 7,548, 7,582, 7,783, 7,857, 7,881, 7,851

Herstellung einer Mischung von Sanguinarin(Base)-und Chlerythrin(Base)-epoxiden, wobei man von einem Extrakt von "Sanguinaria canadensis" enthaltend eine Mischung von Sanguinarin (Base) und Chlerythrin (Base) ausgeht.

100 g getrocknete und zerkleinerte Rhizome von "Sanguinaria canadensis" werden mit 2 Anteilen von 500 ml Methylalkohol extrahiert und die Lösung durch eine mit Aluminiumoxid gefüllte Säule filtriert. Die ersten Fraktionen werden verworfen. Der Methylalkohol wird abgedampft, bis eine starke Ausfällung von Kristallen eintritt. Diese werden trocken filtriert. Man erhält 2 g des Extraktes, wobei man mich Dünnschichtchromatographxe über Kieselgel (10 % Methanol und 90 % Mothylenchlorid) Sanguinarin als Hauptkomponente und anschließend Chlerythrin erhält. 2 g des Extraktes werden wie in Beispiel 1 beschrieben behandelt.

Man erhält ein Produkt/ bei dem die Dünnschichtchromatographie und durch einen Vergleich mit Sanguinarin- und Chlerythrxnepoxiden nachgewiesen wird, daß eine Mischung vorliegt, in welcher Sanguinarinepoxid in größeren Mengen vorliegt als Cherythrinepoxid.

Beispiel 5
Herstei--l'i3Mgr*ei$er pharmazeutischen Zusammensetzung

Man stellt eine Paste aus 45 g Zinkchlorid, 37 ml entionisiertem Wasser, 16 g Sanguinarin und 2 g Sanguinarinepoxid her.

Claims

PATENTANWÄLTE

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) ■ Dl PU-I N G. W. EITLE - DR.R ER. NAT. K.HOFFMANN · DIPL.-ING. W. IEHN

D1PL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT, B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 · D-8000 M0 NCH EN 81 . TELEFON (08?) 911087 . TELEK 05-29619 (PATHE)

37 647 o/sm

QUATRUM-EMPRESA NACIONAL DE QUIMICA ORGÄNICA, S.A.R.L. LISSABON, PORTUGAL

Epoxide von Benzophenanthridinalkaloiden, Verfahren zu deren Herstellung und Arzneimittel, welche diese enthalten

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von Epoxiden von Benzophenanthridinalkaloiden in Salzform der allgemeinen Formeln:

worin R-, R₂, R₃ , R. und R₅ Wasserstoff oder Alkyl und X für ein Halogenid, Nitrat, Perchlorat, Sulfat, saures Sulfat oder Carboxylat stehen oder der allgemeinen Formeln ■

(VIi)

(VlH)

236455

worin R- bis R₁. die vorher angegebene Bedeutung haben und R₆ Wasserstoff oder Alkyl bedeutet, dadurch
gekennzeichnet, daß man die entsprechenden Benzophenanthridinalkaloide der allgemeinen Formeln

(NIA)

(IVA)

(VA)

(VJA)

worin R₁ bis R₅ und X die vorher angegebene Bedeutung haben, oder daß man die entsprechenden Basen der allgemeinen Formeln

(ViIA)

(XlA)

CXIIA)

worin R^ bis R_ß die vorher angegebene Bedeutung haben, epoxidiert.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet , daß man die Epoxidierung in einem stark sauren Medium der Benzophenanthridinverbindungen mit einer Verbindung, die eine Stickstoff-Brom-Bindung aufweist unter Ausbildung der entsprechenden hydroxybromierten Derivate der Formeln

H OH

H OH

(VIB)

worin R- bis R₅ und X~ die vorher angegebene Bedeutung 25 haben, durchführt, und daß man anschließend Bromwasserstoff durch Umsetzen mit einem starken Alkali entfernt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Stickstoffbromverbindung die 30 allgemeine Formel

- Br

(XMl).

worin R_fi Wasserstoff oder Alkyl und R_ Wasserstoff, Alkyl oder Acyl bedeutet.
4. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , ■ daß die Stickstoffbromverbindung die allgemeine Formel

N-Br .

_!0 O

worin η eine ganze Zahl bedeutet, hat.
5. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch g'e k e η η zeichnet, daß die Stickstoffbromverbindung

;5 1/3-Dibrom-5,5-dimethyl-hidantoin oder Dibromantin ist. . '
6. Arzneimittel, gekenn ζ e ichnet durch einen Gehalt an einer Verbindung gemäß Anspruch 1 neben üblichen Träger- und Verdünnungsstoffen.
7. Arzneimittel gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die als Wirkstoff wirkenden Ver-" bindungen gemäß Anspruch 1 durch Komplexbildung mit einem Metall aktiviert sind.