DE3543347C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches. Die dort mit der Formel (I) gekennzeichneten Nucleoside sind als Antikrebs- und Antivirusmittel bekannt. Als Beispiele hierfür sind 9-β-D-Arabinofuranosyladenin (nachstehend als ara-A bezeichnet), 1-β-D-Arabinofuranosylcytosin (nachstehend als ara-C bezeichnet), und 5-Fluor-2′-deoxyuridin zu nennen.
Die Corticosteroideinheit in der erwähnten Formel (I) steht beispielsweise für Cortisol, Cortison, Corticosteron, Cortexolon, 11-Deoxycorticosteron, Fluorcortison, Prednisolon, Prednison, 6α-Metylprednisolon, Dexamethason, Flucocinolonacetonid und den Analoga dieser Verbindungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs erwähnte Verfahren hinsichtlich Ausbeute und Verfahrensdauer im Vergleich zum Stand der Technik effektiver zu gestalten. In diesem Zusammenhang sei auf die US-PS 42 83 394, die CA-PS 11 45 742, Journal of Medicinal Chemistry 22, 1428 (1979) und 23, 1343 (1980) und Journal of Pharm. Sciences 73, 278 (1984) verwiesen.
Bei den bekannten Verfahren werden funktionelle Gruppen, wie die Hydroxyl- und Aminogruppen des Nucleosid-5′-monophosphats, durch Acetylierung geschützt, wonach das Steroid-21-OH und die Phosphate unter Verwendung von N,N′-Dicyclohexylcarbodiimid (DCC) kondensiert werden.
Ein anderer Verfahrensweg besteht darin, daß man das Nucleosid mit POCl₃ umsetzt, um den Nucleosid-5′-O-dichlorphosphatester zu erhalten, bei dessen anschließender Reaktion mit dem Steroid-21-OH wieder die gewünschte Verbindung anfällt.
Bei dem erstgenannten Verfahren stellt sich das Reaktionsgleichgewicht vergleichsweise früh ein. Das andere Verfahren besitzt den Nachteil geringer Reaktionsgeschwindigkeit und geringer Ausbeute.
Die vorstehend angegebene Erfindungsaufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches angegebenen Maßnahmen gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch das nachstehende Reaktionsschema (I) veranschaulicht. Die Bedeutung der dort verwendeten Symbole ergibt sich aus dem Patentanspruch.
Reaktionsschema (I)
Aus dem Reaktionsschema ist ersichtlich, daß im Zuge des Verfahrens die Hydroxylgruppen in der 2′- und 3′-Position, sowie die Aminogruppe in der 6-Position des Adenosin-5′- Monophosphats (IIIa=ara-AMP) durch Acetylierung geschützt werden. Das durch die Acetylierung erhaltene N⁶, 2′, 3′- Triacetyl-ara-AMP (IVa) wird mit dem Corticosteroid (Va) in Gegenwart von 2,4,6-Triisopropylbenzolsulfonylchlorid (TPS) kondensiert, wonach die Schutzgruppen unter Verwendung eines Ammonium-Methanol-Lösungsmittels entfernt werden, wobei das Konjugat (Ia) und (Ib) anfällt. Bei Verwendung eines Molverhältnisses von 2 Mol Corticosteroid und 2 Mol TPS pro 1 Mol Nucleotid wird die beste Ausbeute erhalten.
Der pharmakologische Wirkungsmechanismus der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Steroidkonjugate läßt sich theoretisch damit erklären, daß die Konjugate sich bei Erreichen einer Tumorzelle spalten und eine höher phosphorylierte Form von Nucleosiden aus dem Nucleotidkonjugat freisetzen. Hieraus würde sich auch die hohe Wirksamkeit gegenüber resistenten Zellen mit einem Mangel an Nucleosidkinase erklären. Das Corticosteroid selbst in pharmazeutisch wirksam. Dies äußert sich insbesondere in einer Antikrebs- oder immunomodulierenden Aktivität, was in Verbindung mit dem Effekt des Nucleosids die Vorteile von Additiven oder synergistischen Wirkungen zur Folge hat. Auch besitzt das Corticosteroid nicht nur entzündungshemmende Eigenschaften. Zusammen mit anderen Antikrebsmitteln wird es im Rahmen einer kombinierten Therapie eingesetzt, so auch zur Bekämpfung von Leukämie und eines Lymphoms, wobei es eine synergistische Wirkung entfaltet (Cancer Research 26, 2272, 1962) : ibid., 35, 700, (1975)).
Ein weiterer Vorteil erweist sich dadurch, daß die Aminogruppe von ara-C oder ara-A gegen eine Deaminierung durch Cytidindeaminase oder Adenosindeaminase geschützt bleibt, solange sie in konjugierter Form vorliegt. Da das Konjugat lipophil ist, wirkt es als eine Art Prodrug mit verzögerter Freisetzung. Sobald es die Zielzelle erreicht, wird es zum Corticosteroid und Nucleotid in der Zelle hydrolisiert. Es handelt sich dabei um denselben Effekt als wenn zwei Medikamente zur gleichen Zeit in der Erwartung zweier medizinischer Wirkungen verabreicht würden. Dies führt somit zu einem Anstieg bei dem Antikrebs- Therapie-Index.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Verbindungen und ihre Salze können in Mischung mit herkömmlichen pharmazeutisch verträglichen, organischen und anorganischen Trägersubstanzen verwendet werden. Die Verbindungen liegen in einer akzeptablen Verabreichungsform vor, beispielsweise als Emulsion, Suspension, Ampullen, Pulver, Granulat, Kapseln, Tabletten usw. Sie können auch herkömmliche Füllstoffe, Konservierungsstoffe, Stabilisatoren, Dispergatoren, gasende Substanz und Farbstoff enthalten.
Beispiel 1 5′-(Prednison-21-phosphoryl)-9-(β-D-arabinofuranosyl)- adenin (Ia, ara-AMP-Prednison)
347 mg (1 mMol) 9-(β-D-Arabinofuranosyl)-adenin-5′-monophosphat (IIIa, ara-AMP) wurden in Pyridin gelöst und durch gemeinsame Verdampfung getrocknet. Dem Rückstand wurden 5 ml Acetanhydrid und 10 ml Pyridin zugesetzt, worauf das Gemisch gerührt und bei Raumtemperatur über Nacht umgesetzt wurde. 5 ml Wasser wurden tropfenweise dem Reaktionsgemisch zugesetzt, welches zuvor auf -10°C abgekühlt worden war, und es wurde 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurde das Lösungsmittel durch Verdampfung unter vermindertem Druck abgezogen und eine geringe Menge Wasser, die in dem Destillatrückstand (Sirup) verblieb, wurde durch gemeinsames Verdampfen mit Pyridin entfernt. Zu dem getrockneten N⁶, 2′, 3′- O-Triacetyladenosin-5′-monophosphat (IVa) wurden 717 mg (2 mMol) Prednison und 606 mg (2 mMol) Triisopropylbenzolsulfonylchlorid (TPS) zugegeben und das gesamte Gemisch wurde sodann in 50 ml wasserfreiem Pyridin gelöst und für 24 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Dem so hergestellten Reaktionsgemisch wurden 5 ml Wasser zugesetzt, während es bei einer Temperatur von 0 bis 5°C gehalten wurde, und sodann wurde das Gemisch für 24 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, das Lösungsmittel wurde durch Vakuumkonzentration entfernt und der so erhaltene Rückstand wurde durch Zugabe von 30 ml 2N NH₃-CH₃OH deacetyliert und über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Ein weißer Niederschlag wurde abfiltriert und das Filtrat wurde unter vermindertem Druck konzentriert, und der Rückstand wurde in 50 ml 50%igem Ethanol gelöst, und sodann mit einem Lineargradienten von 0-2, ON Essigsäure in 50%igem Ethanol abgetrennt und ferner einer TLC unterworfen (Silicagel GF 254, Eluierungslösung : Isopropanol-konzentrierte NH₄OH-H₂O, 7 : 1 : 2) und sodann wurde der Teil R/F 0,75 gesammelt und eingeengt. Die konzentrierten Rückstände wurden in Aceton gelöst und auskristallisiert, filtriert, um 275 mg (40%) eines weißen kristallinen Pulvers als gewünschtes Produkt zu erhalten.
Für die Elementaranalysenprobe wurde dieser Kristall (100 mg) an einer Cellulosesäule adsorbiert und abgetrennt unter Verwendung des obigen Eluationslösungsmittels und die Probe wurde als Ammoniumsalz erhalten.
  • 1) Schmelzpunkt: 205 bis 215°C (Zersetzung).
  • 2) UV max , nm (ε×10-3: H₂O; 253 (22,8): 0,1N HCl; 252 (21,9): 0,1N NaOH; 254 (20,9).
  • 3) IR γ cm-1. 3300-3200 br, 2940, 1720, 1690, 1650, 1600, 1400, 1230, 1080, 1040.
  • 4) NMR (90 MHz): δ ppm 0,49 (3H, s), 1,34 (3H, s), 1,00- 3,00 (13H, m), 3,98 (1H, d), 4,12 (2H, d), 4,30-5,10 (7H, m), 5,99 (1H, d), 6,08 (1H, d), 6,28 (2H, d), 7,58 (1H, d), 7,74 (2H, br, m), 8,19 (1H, s), 8,25 (1H, s).
  • 5) Elementaranalyse für C₃₁H₃₇N₅O₁₁P · NH₄ · 2,5 H₂O
Beispiel 2 5′-(Cortisol-21-phosphoryl)-9-(β-D-arabinofuranosyl)-adenin (Ib, ara-AMP-Cortisol)
347 mg (1 mMol) ara-AMP (IIIa) wurde acetyliert nach dem zuvor zitierten Verfahren unter Verwendung von Essigsäureanhydrid und wasserfreiem Pyridin. Das so erhaltene N⁶, 2′, 3′-O-Triacetyl-ara-AMP (IVa) wurde zu 725 mg (2 mMol) TPS gegeben. Dieses Gemisch wurde erneut in 50 ml wasserfreiem Pyridin gelöst und 24 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Nach der Umsetzung, welche dem zuvor beschriebenen Verfahren folgt, wurden unter Verwendung einer DE-52- Cellulose (Acetat)-Säure 200 mg (29%) eines weißen kristallinen Pulvers erhalten.
  • 1) Schmelzpunkt: 200 bis 205°C (Zersetzung).
  • 2) UV max nm (ε×10-3): Wasser 252 (22,5): 0,1N HCl 252 (21,9): 0,1N NaOH 254 (20,9).
  • 3) Elementaranalyse für C₃₁H₄₁O₁₁N₅OP · NH₄ · 3 H₂O
Beispiel 3 (Antiproliferative und antivirale Zahlenangaben) Biologische Aktivität in vitro
(A) Die Antiproliferations-Wirksamkeit von ara-A und dessen Konjugaten (Ia) und (Ib) wurde bestimmt durch Messung ihrer Effekte gegenüber Mäuse-Leukämie L 1210-Zellen in Kultur. Die Probe wurde durchgeführt in einem Testrohr ohne Rühren nach dem Verfahren, welches durch den Erfinder in der Literatur beschrieben wurde (Journal of Medicinal Chemistry 16, 139 (1973)). Nach 24, 48 und 72 Stunden wurden Zählungen der lebenden Zellen in den Kulturen durchgeführt, die mit den Verbindungen in verschiedenen Konzentrationen inkubiert worden waren und die Konzentration jeder Verbindung, die benötigt wurde, um eine 50%ige Inhibition des Wachstums (ED₅₀) nach 72 Stunden zu erzeugen, wurde durch Interpolation bestimmt unter Verwendung des Verfahrens, welches in der Literatur beschrieben ist (Cancer Biochem. Biophys. 2, 87 (1977)). Tabelle I zeigt die Ergebnisse dieser Tests. Der ED₅₀-Wert von ara-A beträgt 30 µm was im Gegensatz steht mit ED₅₀ von ara-AMP-Prednison (Ia) und ara-AMP-Cortisol (Ib), bei denen die Werte 4,1 bzw. 4,3 µm betragen, wodurch eine 8fache Wirksamkeit angezeigt wird.
(B) Antivirale Wirksamkeit
Die Antivirus-Aktivität von ara-A und seinen Konjugaten (Ia) und (Ib) wurde untersucht nach dem in der Literatur beschriebenen Verfahren (Infection and Immunity 10, 655 (1977)) unter Verwendung eines Herpes simplex- Virus-Stammes KOS an einer Monoschicht von Nierenzellen des afrikanischen Affen (green monkey). Plaque- Untersuchung und Messung wurden durchgeführt. Wie in Tabelle I gezeigt ist, wurde die Plaque-Bildung bei 65% inhibiert bei einer ara-A-Konzentration von 30 µm, während ara-AMP-Cortisol (Ib) und ara-AMP-Prednison (Ia) Inhibitionswerte von 86% bzw. 72% aufweisen, jeweils bei einer Konzentration von 7 µM. Das bedeutet, daß diese Konjugate selbst bei einem Fünftel der Konzentration von ara-A eine bessere Wirksamkeit aufweisen.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung ist deutlicher dadurch dargestellt, daß das ara-A-Corticosteroid-Konjugat eine verbesserte antivirale Aktivität aufweist und eine verbesserte lipophile Eigenschaft von ara-A, das die Hydrolyse durch Adenosindeaminase verhindert, und sobald das Konjugat hydrolysiert ist, der zusätzliche pharmazeutische Effekt des Cortiocsteroids erwartet wird. Es wird bestätigt, daß dieses Konjugat ein neueres Medikament ist als das ara-A-Prodrug.
Tabelle I
Biologische Aktivität in vitro

Claims (1)

  1. Verfahren zur Herstellung von Nucleosiden und deren Salzen der allgemeinen Formel I, worin W ein Wasserstoffatom oder einen Salzpartner bedeutet,
    A und C jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxylgruppe darstellen,
    B für Adenin, Cytosin, 5-Fluoruracil, 5-Azacytosin, 6-Mercaptopurin oder 7-Deazaadenin steht,
    das Symbol eine Einzel- oder Doppelbindung bedeutet,
    X für eine Hydroxylgruppe oder ein Sauerstoffatom steht,
    Y ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxylgruppe ist,
    Z ein Wasserstoffatom oder ein Fluoratom bedeutet,
    R ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe oder ein Fluoratom darstellt,
    R′ ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe ist und
    Y und R′ die Gruppe bedeuten,
    dadurch gekennzeichnet, daß man ein Mol Nucleosid-5-′-monophosphat der allgemeinen Formel III worin A, B und C die oben angegebene Bedeutung besitzen, zunächst durch Überführung in das entsprechende Acetylderivat der allgemeinen Formel IV worin B′ die geschützte Form von B ist und A′ und C′ Wasserstoffatome oder geschützte Hydroxylgruppen bedeuten, schützt und anschließend mit 2 Mol Corticosteroid der allgemeinen Formel V worin R, R′, X, Y, Z sowie das Symbol die oben angegebene Bedeutung besitzen, in Gegenwart von 2 Mol 2,4,6-Triisopropylbenzolsulfonylchlorid (TPS) als Kondensationsmittel unter wasserfreien Bedingungen umsetzt und anschließend die Schutzgruppe wieder abspaltet.
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