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.
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.
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
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
(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.
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.
Claims (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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