DE60112769T2

DE60112769T2 - Tetraphenylbacteriochlorinderivate und diese enthaltdenden Zusammensetzungen

Info

Publication number: DE60112769T2
Application number: DE60112769T
Authority: DE
Inventors: Shigenobu Yano; Toyoji Kakuchi; Yuji Souraku-gun MIKATA
Original assignee: Yano Shigenobu Nara; San Ei Gen FFI Inc
Current assignee: Rei Medical Co Ltd Kyoto Jp; San Ei Gen FFI Inc
Priority date: 2000-09-08
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2021-09-07
Also published as: US20060003946A1; EP1316558A4; EP1316558A1; JP4944348B2; EP1316558B9; AU2001284466A1; EP1316558B1; DE60112769D1; US7157432B2; WO2002020536A1; US6958389B2; US20030171305A1; JPWO2002020536A1; ATE302209T1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Tetraphenylbacteriochlorinderivate, und insbesondere Tetraphenylbacteriochlorinderivate, die durch Monosaccharid-Reste substituiert sind, sowie ihre Salze. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung derselben sowie Zusammensetzungen als Photosensibilisatoren, die dieselben Derivate enthalten, und zwar ganz besonders Zusammensetzungen, die für die photodynamische Therapie (PDT) geeignet sind.
Stand der Technik
Die photodynamische Therapie (PDT), bei der Photosensibilisatoren mit einer spezifischen Affinität für Tumorzellen Patienten vor der Bestrahlung mit Laserstrahlen verschiedener Wellenlängen zur Behandlung von Krebserkrankungen verabreicht werden, zieht derzeit die Aufmerksamkeit als nicht-invasive Therapie für Krebserkrankungen auf sich. Bekannte Photosensibilisatoren, die für die PDT geeignet sind, schließen verschiedene Derivatverbindungen, die ein Porphyrin-Skelett haben, ein, wovon einige klinisch eingesetzt werden.
Gewünschte Photosensibilisatoren, die für die PDT geeignet sind, müssen hydrophil und gegenüber Tumorzellen hochselektiv sein, und sie müssen einen großen molaren Extinktionskoeffizienten im Bereich langer Wellenlängen haben. Licht langer Wellenlänge zeigt gute Durchdringungseigenschaften gegenüber Geweben und gestattet die Verwendung von billigen Laserbestrahlungseinrichtungen. Jedoch haben die bislang vorgeschlagenen Porphyrinderivate dahingehend Probleme wie ihre hydrophobe Natur, die Nebenwirkungen bewirkt, sowie hinsichtlich ihres kleinen molaren Extinktionskoeffizienten für Licht im Bereich langer Wellenlängen. Daher wird die Entwicklung von besseren Photosensibilisatoren angestrebt.
Zum Zwecke der Lösung dieser Probleme beschreibt die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2000-7693 allgemein hydrophile Tetraphenylchlorinderivate und Bacteriochlorinderivate mit Saccharid-Resten auf Phenylgruppen, die einen größeren molaren Extinktionskoeffizienten gegenüber Licht mit langer Wellenlänge im Vergleich zu den Porphyrinderivaten haben. Jedoch beschreibt diese Druckschrift tatsächlich die Synthese der Bacteriochlorinderivate und ihre Effekte als Photosensibilisatoren nicht.

Zhang et al., J. Mol. Catal, A, 154(2000), S. 31-38, beschreiben in Komplexe überführte und nicht in Komplexe überführte Porphyrinderivate und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Whitlock et al., J.A.C.S., 91(26), 7485-7489, beschreiben ein Herstellungsverfahren für Tetraphenylbacteriochlorine durch Reduktion von Tetraphenylporphyrinen.
Gong et al., Can. J. Chem., Bd. 63, 1985, S. 401-405, beschreiben eine Synthese für Porphyrinderivate, die eine Entmetallisierungsstufe umfasst.

WO 96/13504 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Bacteriochlorinen, bei dem eine verbesserte Ausbeute dadurch erhalten wird, dass Zn(II)-Ionen in das Chlorin eingeführt werden und dass weiterhin eine Stufe einer Entmetallisierung bei milden Bedingungen durchgeführt wird.
Offenbarung der Erfindung
Als Ergebnis von ausgedehnten Untersuchungen hinsichtlich der Entwicklung von besseren Photosensibilisatoren ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Derivat zur Verfügung zu stellen, das Tetraphenylbacteriochlorin als eine Kernstruktur aufweist und das einen großen molaren Extinktionskoeffizienten im Bereich langer Wellenlängen hat, und von dem erwartet wird, dass es Gewebe-durchdringende Eigenschaften aufweist. Das neue Derivat soll einen Monosaccharid-Rest als Substituenten haben, um eine hydrophile Natur und eine hohe Selektivität für Tumorzellen zu erhalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 ist ein Diagramm, das die UV-Absorption der erfindungsgemäßen Verbindungen 1, 2, 9 und 10 zeigt; und die 2 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse des Tests der Phototoxizität der erfindungsgemäßen Testverbindungen bei HeLa-Zellen zeigt.
Beste Art und Weise zur Durchführung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Tetraphenylbacteriochlorinderivat, das durch die Formel (I):
angegeben wird, worin R' unabhängig voneinander ein Rest eines Monosaccharids der Formel:
ist, worin R für ein Wasserstoffatom steht oder für ein Salz, zur Verfügung gestellt.
In den durch die vorliegende Erfindung zur Verfügung gestellten Bacteriochlorinderivaten können alle oder einige der Hydroxylgruppen der Monosaccharid-Reste durch geeignete Schutzgruppen geschützt werden, um eine spezifische Zellaffinität zu zeigen. Als solche Schutzgruppen können aliphatische Acylgruppen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen (z.B. Formyl, Acetyl, Propionyl, Buryryl, Isobutryl, Valeryl, Isovaleryl, Oxalyl, Succinyl, Pivaloyl, etc.), aromatische Acylgruppen (z.B. Benzoyl, Toluoyl, Xylcyl, Naphthoyl, etc.) und Aralkylgruppen (z.B. Benzyl, etc.) genannt werden. Unter diesen Schutzgruppen sind Acylgruppen zu bevorzugen, wobei Acylgruppen mit einer Anzahl der Kohlenstoffatome von 2 bis 5 mehr zu bevorzugen sind und wobei die Acetylgruppe am meisten bevorzugt ist. Alle oder einige dieser Schutzgruppen können ohne Schutzgruppenabspaltung gelassen werden angesichts des Lipophiliegleichgewichts des gesamten Moleküls. In diesem Zusammenhang sind auch die Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) mit einigen oder allen Schutzgruppen verbleibend ebenfalls im Umfang der vorliegenden Efindung eingeschlossen.
Bevorzugte Beispiele für Monosaccharid-Reste schließen die Folgenden ein:
2,3,4,5-Tetra-O-acetyl-α-D-glucopyranosyl,
2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyl,
2,3,4,6-Tetra-O-propionyl-α-D-glucopyranosyl,
2,3,4,6-Tetra-O-propionyl-β-D-glucopyranosyl,
2,3,4,6-Tetra-O-butyryl-α-D-glucopyranosyl,
2,3,4,6-Tetra-O-butyryl-β-D-glucopyranosyl,
2,3,4,6-Tetra-O-isobutyryl-α-D-glucopyranosyl,
2,3,4,6-Tetra-O-isobutyryl-β-D-glucopyranosyl,
2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-α-D-galactopyranosyl,
2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyl,
2,3,4,6-Tetra-O-propionyl-α-D-galactopyranosyl,
2,3,4,6-Tetra-O-propionyl-β-D-galactopyranosyl,
2,3,4,6-Tetra-O-butyryl-α-D-galactopyranosyl,
2,3,4,6-Tetra-O-butyryl-β-D-galactopyranosyl,
2,3,4,6-Tetra-O-isobutyryl-α-D-galactopyranosyl,
2,3,4,6-Tetra-O-isobutyryl-β-D-galactopyranosyl,
2,3,4-Tri-O-acetyl-α-D-arabinopyranosyl,
2,3,4-Tri-O-acetyl-β-D-arabinopyranosyl,
2,3,4-Tri-O-propionyl-α-D-arabinopyranosyl,
2,3,4-Tri-O-propionyl-β-D-arabinopyranosyl,
2,3,4-Tri-O-butyryl-α-D-arabinopyranosyl,
2,3,4-Tri-O-butyryl-β-D-arabinopyranosyl,
2,3,4-Tri-O-isobutyryl-α-D-arabinopyranosyl,
2,3,4-Tri-O-isobutyryl-β-D-arabinopyranosyl,
2,3,4-Tri-O-acetyl-α-D-xylopyranosyl,
2,3,4-Tri-O-acetyl-β-D-xylopyranosyl,
2,3,4-Tri-O-propionyl-α-D-xylopyranosyl,
2,3,4-Tri-O-propionyl-β-D-xylopyranosyl,
2,3,4-Tri-O-butyryl-α-D-xylopyranosyl,
2,3,4-Tri-O-butyryl-β-D-xylopyranosyl,
2,3,4-Tri-O-isobutyryl-α-D-xylopyranosyl und
2,3,4-Tri-O-isobutyryl-β-D-xylopyranosyl,
Diese Reste der Monosaccharide dienen dazu, dem Tetraphenylbacteriochlorinderivat eine gewünschte Zellaffinität zu verleihen, und sie werden als Substituenten auf den Phenylgruppen auf dem Wege über Etherverknüpfungen eingeführt. Die Position der Substitution ist die o-, m- oder p-Position der Phenylgruppen. Die Position der Substitution ist zwar keinen besonderen Begrenzungen unterworfen, doch sind die m- und p-Positionen zu bevorzugen.
Bevorzugte Beispiele für erfindungsgemäße Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) sind wie folgt:
5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 1),
5,10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 2),
5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 3),
5,10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 4),
5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-arabinopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 5),
5,10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-arabinopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 6),
5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-xylopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 7),
5,10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-xylopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 8),
5,10,15,20-Tetrakis[4-(β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 9), 5,10,15,20-Tetrakis[3-(β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 10),
5,10,15,20-Tetrakis[4-(β-D-galactopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 11),
5,10,15,20-Tetrakis[3-(β-D-galactopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 12),
5,10,15,20-Tetrakis[4-(β-D-arabinopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 13),
5,10,15,20-Tetrakis[3-(β-D-arabinopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 14),
5,10,15,20-Tetrakis[4-(β-D-xylopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 15)
und
5,10,15,20-Tetrakis[3-(β-D-xylopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 16).
Die erfindungsgemäßen Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) können nach den Verfahren, beschrieben von Bonnett (R. Bonnett, Chem. Soc. Rev., 1995, 24, 19), Whitlock et al. (Whitlock, H.W., Hanauser, R., Oester, M.Y. & Bower, B.K., J. Am. Chem. Soc., 1969, 91, 7485), und beispielsweise durch das unten beschriebene Verfahren hergestellt werden. Tetraphenylporphyrinderivate (V) oder ihre Salze als Ausgangsmaterialien können nach dem in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2000-7693 beschriebenen Verfahren hergestellt werden:
In der obigen Formel ist R¹ wie oben definiert.
Die durch die Formel (I) angegebenen Tetraphenylbacteriochlorinderivate und ihre Salze können dadurch erhalten werden, dass Tetraphenylporphyrinderivate, die durch die Formel (V) angegeben werden, oder ihre Salze in Gegenwart von einem bis drei Äquivalenten, vorzugsweise etwa drei Aquivalenten, eines Alkalimetallcarbonats reduziert werden, wobei eine beste Menge des Reduktionsmittels eingesetzt wird. Die erfindungsgemäßen Verbindungen können durch Reduktion unter Verwendung von etwa 40 Äquivalenten des Reduktionsmittels erhalten werden.
Als Reduktionsmittel kann ein Hydrazon, ein Semicarban und p-Toluolsulfonylhydrazid verwendet werden, unter welchen Verbindungen das p-Toluolsulfonylhydrazid zu bevorzugen ist. Als Beispiel für Alkalimetallcarbonate können Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Cäsiumcarbonat und dergleichen genannt werden, unter denen das Kaliumcarbonat zu bevorzugen ist.
Die Reaktion wird vorzugsweise in einem Lösungsmittel und in einer Atmosphäre eines inerten Gases, wie von Stickstoff, unter Lichtschutz durchgeführt. Als Reak tionslösungsmittel können Toluol, 1-Butanol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Dimethylsulfoxid (gerührt bei Raumtemperatur), Pyridin, etc., verwendet werden. Unter diesen ist das Pyridin zu bevorzugen. Die Reaktionstemperatur ist keinen besonderen Beschränkungen unterworfen, kann jedoch vorzugsweise derart sein, dass das Reaktionslösungsmittel unter Rückfluss erhitzt wird.
Das Reduktionsmittel kann zu dem Reaktionsgemisch in zwei oder mehreren aliquoten Teilen zugesetzt werden. Derzeit wird das Reduktionsmittel vorzugsweise als Lösung in dem gleichen Lösungsmittel wie dem Reaktionslösungsmittel zugegeben.
Der Endpunkt der Reaktion wird gewöhnlich dadurch bestimmt, dass eine kleine Menge des Reaktionsgemisches gesammelt wird und anhand des UV-Spektrums eines verdünnten aliquoten Teils beurteilt wird. Die Beurteilung des Endpunkts baut auf dem Verschwinden der spezifischen Absorption für das Porphyrin-Skelett etwa bei 650 nm vom UV-Spektrum der verdünnten Lösung auf. Derzeit wird gewöhnlich eine für das Bacteriochlorin-Skelett spezifische Absorption bei etwa 740 nm beobachtet.
Danach wird gewünschtenfalls das Reaktionsprodukt einer Reaktion zur Abspaltung der Schutzgruppen, wie einer Behandlung mit Alkali, in Abhängigkeit von den Schutzgruppen des Reaktionsprodukts in einem geeigneten organischen Lösungsmittel unterworfen, um die Schutzgruppen in den Monosaccharid-Resten der Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) freizusetzen, wodurch erfindungsgemäße Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) erhalten werden, bei denen alle oder ein Teil der Hydroxylgruppen sich im freien Zustand befinden.
Im Falle, dass die Schutzgruppen Acylgruppen sind, wird die Reaktion zur Abspaltung der Schutzgruppen durch eine hydrolytische Reaktion vorgenommen. Insbesondere wird die hydrolytische Reaktion in der Weise durchgeführt, dass eine geschützte Verbindung mit Alkali, wie einem Alkalimetalloxid, z.B. Natriummethoxid, Natriumethoxid, Natrium-t-butoxid, Kaliummethoxid, Kaliumethoxid, Kalium-t-butoxid, etc., in Chloroform, Dichlormethan, Methanol, Ethanol oder einem gemischten Lösungsmittel behandelt wird. Es ist möglich, nur einen Teil der Acylgruppen in den Monosaccharid-Resten zu hydrolysieren, so dass die anderen Acylgruppen zurückbleiben, indem geeignete Bedingungen für die hydrolytische Reaktion ausgewählt werden.
Tetraphenylporphyrinderivate (V), die später beschrieben werden, können nach dem Adler-Verfahren durch Erhitzen unter Rückfluss von Benzaldehydderivaten (III), wie später beschrieben, und Pyrrol in Gegenwart von Propionsäure (D.A. James, D.P. Arnold, P.G. Parsons, Photochem. Photobiol., 1994, 59, 441) oder gemäß dem Lindsey-Verfahren einer mäßigen Umsetzung von Benzaldehydderivaten (III) mit Pyrrol in Gegenwart von BF₃·Et₂O in einem hochverdünnten Lösungsmittel (J. Org. Chem., 64, 1391 (1999), und 64, 2864 (1999)) hergestellt werden.
Vorzugsweise kann erfindungsgemäß ein Ausgangsmaterial-Tetraphenylporphyrinderivat (V), wie oben beschrieben, in hoher Ausbeute durch das folgende Verfahren hergestellt werden:
Zuerst wird ein Benzaldehydderivat (III) mit Pyrrol in Gegenwart einer Metallverbindung, enthaltend ein Metall, ausgewählt aus der Gruppe I von Übergangsmetallen des Periodensystems der Elemente, umgesetzt, um ein Tetraphenylporphyrinderivat (IV) herzustellen:
worin R' für ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe oder einen Monosaccharid-Rest, angegeben durch die Formeln:
(worin R für Wasserstoff oder eine Schutzgruppe steht), und M ein Metall, ausgewählt aus der Gruppe 1 von Übergangsmetallen des Periodensystems, ist, steht.
Die Metallverbindung ist eine Verbindung, die ein Metall, ausgewählt aus der Gruppe 1 von Übergangsmetallen des Periodensystems der Elemente, enthält. Insbesondere ist das Metall aus Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu und Zn ausgewählt, unter welchen Metallen Zn bevorzugt wird. Die Metallverbindung kann in Form eines Acetats oder eines Halogenids, wie eines Chlorids, eines Bromids oder eines Iodids, vorliegen. Zinkacetat wird mehr bevorzugt. Die Metallverbindung kann auch ein Hydrat sein oder sie kann mit einem Lösungsmittel, wie Ethanol, solvatisiert sein.
Das Tetraphenylporphyrinderivat (IV) wird dadurch hergestellt, dass etwa 1 Äquivalent des Benzaldehydderivats (III), etwa 1 Äquivalent Pyrrol, etwa zwei bis fünf Äquivalente der Metallverbindung, etwa 0,1 bis 1 Äquivalente von BF₃·Et₂O und eine Lewissäure, wie Aluminiumchlorid, unter Lichtschutz und in einer Atmosphäre eines inerten Gases, wie Argon, Stickstoff oder dergleichen, bei Raumtemperatur etwa 1 bis 24 Stunden lang verrührt werden. Als Reaktionslösungsmittel kann ein nicht-polares organisches Lösungsmittel, wie Chloroform, Methylenchlorid oder Toluol, verwendet werden. Danach werden etwa 0,1 bis 1 Äquivalente p-Chloranil, bezogen auf etwa 1 Äquivalent Benzaldehydderivat (III), und Pyrrol zugesetzt, und das resultierende Gemisch wird weiterhin etwa 1 bis 5 Stunden lang auf Rückflusstemperatur des Lösungsmittels erhitzt, um das Tetraphenylporphyrinderivat (IV) zu erhalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das so erhaltene Tetraphenylporphyrinderivat (IV) mit einer Säure, wie Salzsäure, bei Raumtemperatur bis 100°C behandelt, um es zu entmetallisieren, d.h., das Metall M zu entfernen, wodurch ein Tetraphenylporphyrinderivat (V) erhalten wird:
Erfindungsgemäß kann das Tetraphenylporphyrinderivat (V) durch ein kontinuierliches Verfahren, beginnend mit dem Benzaldehydderivat (III) und Pyrrol, ohne Isolierung des Tetraphenylporphyrinderivats (IV) hergestellt werden.
Durch Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein Tetraphenylporphyrinderivat (V), worin R' ein Wasserstoffatom ist, von dem es bekannt ist, dass es als Foscan für die PDT verwendet werden kann (JP-PS Nr. HEI 6 (1994)-53665), durch Dealkylierung eines Tetraphenylporphyrinderivats (V), worin R' eine Alkylgruppe, wie Methyl, ist, erhalten werden.
Als Salze der erfindungsgemäßen Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) können Salze, gebildet mit Säuren oder Basen, und innere Komplexsalze mit Metallen genannt werden.
Die mit Säuren oder Basen gebildeten Salze können dadurch erhalten werden, dass die auf die obige Weise erhaltenen Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) mit entsprechenden Säuren oder Basen behandelt werden. Als Beispiele für Säuren oder Basen, die zur Bildung der Salze geeignet sind, können Mineralsäuren, wie Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure und dergleichen, organische Säuren, wie Toluolsulfonsäure, Benzolsulfonsäure, Hydroxide, Carbonate und Hydrogencarbonate von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen (z.B. von Natrium, Kalium, Calcium und Magnesium), und organische Basen, wie Ammonium, Trimethylamin, Triethylamin, genannt werden.
Als Metalle, die für die Bildung der inneren Komplexsalze geeignet sind, können Alkalimetalle (z.B. Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium), Erdalkalimetalle (z.B. Magnesium, Calcium, Barium, Strontium), Metalle der Gruppe 3 des Periodensystems (z.B. Scandium, Lanthan, Yttrium), Lanthanoide (z.B. Europium, Praseodymium, Ytterbium), Metalle der Gruppe 4 (z.B. Titan), Metalle der Gruppe 5 (z.B. Vanadium), Metalle der Gruppe 6 (z.B. Chrom, Molybdän, Wolfram), Metalle der Gruppe 7 (z.B. Mangan, Rhenium), Metalle der Gruppe 8 (z.B. Eisen, Ruthenium, Osmium), Metalle der Gruppe 9 (z.B. Kobalt, Rhodium, Iridium), Metalle der Gruppe 10 (z.B. Nickel, Palladium, Platin), Metalle der Gruppe 11 (z.B. Kupfer, Silber, Gold), Metalle der Gruppe 12 (z.B. Zink, Cadmium, Quecksilber), Metalle der Gruppe 13 (z.B. Aluminium, Gallium, Indium), Metalle der Gruppe 14 (z.B. Silicium, Germanium, Zinn, Blei) und Metalle der Gruppe 15 (Arsen, Antimon, Wismut) genannt werden, unter welchen Metallen Metalle der Gruppe 10 und der Gruppe 12 bevorzugt werden und Zink und Platin am meisten bevorzugt werden. Die inneren Komplexsalze mit den Metallen können durch Umsetzung der Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) mit Halogeniden, Acetaten, Hydroxiden oder Perchloraten der Metalle gebildet werden.
Die Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) und ihre Salze sind aufgrund der Einführung der Monosaccharid-Reste stärker hydrophil, und es wird erwartet, dass sie eine Selektivität gegenüber Tumorzellen durch eine Zellerkennung haben. Weil das Bacteriochlorin-Skelett als Kernstruktur des Tetraphenylbacteriochlorinderivats (I) und der Salze davon eine Absorption in der Nähe von 740 nm hat, was im Bereich langer Wellenlängen ist, ermöglichen es Zusammensetzungen, die die Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) und die Salze davon enthalten, dass die befallenen Stellen mit Licht langer Wellenlänge bestrahlt werden. Bei der Bestrahlung mit Licht langer Wellenlänge können die befallenen Stellen in tiefen Bereichen von der Haut, wie dem Corium und dem subkutanen Gewebe, das Licht aufnehmen, so dass die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendbare Photosensibilisierungsmittel für die PDT sind.
Das Bacteriochlorin-Skelett, das in den Tumorzellen akkumuliert worden ist, emittiert eine ausgeprägte rote Fluoreszenz beim Bestrahlen mit Licht im Q-Band (etwa 730 nm). Daher ist es zu erwarten, dass die Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) und ihre Salze für die photodynamische Diagnose (PDD) zur Diagnose des Vorhandenseins oder der Lokalisierung von Krebsbrennpunkten verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung stellt daher Zusammensetzungen als Photosensibilisatoren zur Verfügung, die die Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) oder ihre Salze enthalten.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, enthaltend Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) oder ihre Salze, können für die Diagnose und die Behandlung von Krebserkrankungen und Tumoren verwendet werden. Beispiele für Krebserkrankungen und Tumore schließen Magenkrebs, Darmkrebs, Lungenkrebs, Brustkrebs, Uteruskrebs, Ösophaguskrebs, Ovarialkarzinom, Pankreaskrebs, Pharynxkrebs, Sarkom, Leberkrebs, Blasenkrebs, Kieferkrebs, Gallengangkrebs, Zungenkrebs, Gehirntumor, Hautkrebs, maligne Struma, Prosta takrebs, Parotiskrebs, Hodgkin'sche Krankheit, multiples Myelom, Nierenkrebs, Leukämie und malignes Lymphozytom ein.
Die Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) und ihre Salze können Menschen und Tieren in Form von Zusammensetzungen mit üblichen pharmazeutisch annehmbaren Additiven verabreicht werden. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können weiterhin gegebenenfalls andere Arzneimittel enthalten.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen werden oral oder parenteral, z.B. durch intravenöse Injektion oder durch intramuskuläre Injektion, verabreicht. Sie werden oral in Form von Tabletten, Pillen, Pulvern, Granulaten, substilisierten Granulaten, Kapseln, Flüssigkeiten, Suspensionen, Emulsionen und dergleichen, und sie werden parenteral in Form von injizierbaren Zubereitungen verabreicht. Weiterhin werden sie in Form von Tropfen, Suppositorien, Salben, Läppchen bzw. Augenbinden, Pflastern, Aerosolen und dergleichen verabreicht.
Als pharmazeutisch annehmbare Additive können, in Abhängigkeit von der jeweiligen Dosierungsform, solche verwendet werden, die üblicherweise auf dem Gebiet der Pharmazie verwendet werden.
So können z.B. Tabletten dadurch hergestellt werden, dass Exzipientien (Lactose, Stärke, kristalline Cellulose, etc.), Bindemittel (flüssige Stärke, Carboxymethylcellulose, etc.) und dergleichen nach herkömmlichen Verfahren zugesetzt werden.
Z.B. können injizierbare Zubereitungen oder Tropfen dadurch hergestellt werden, dass die Zusammensetzungen in destilliertem Wasser zur Injektion als Verdünnungsmittel aufgelöst werden, dass ein pH-Regulator, ein Puffer (Natriumcitrat, Natriumacetat, Natriumphosphat, etc.), erforderlichenfalls zugesetzt wird und dass injizierbare Zubereitungen oder Tropfen für intravenöse, intramuskuläre, subkutane, intrakutane und intraperitoneale Injektionen oder Tropfen durch herkömmliche Methoden hergestellt werden. Vorzugsweise sind die injizierbaren Zubereitungen und die Tropfen sterilisiert und mit Blut isotonisch.
Die Dosierung der Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) oder ihrer Salze beträgt 7 bis 0,07 mg/kg (Photofrin), vorzugsweise 0,7 mg/kg (Photofrin), für die Diagnose von Tumoren und 30 bis 0,3 mg/kg HpD (Photofrin), vorzugsweise 3 mg/kg HpD (Photofrin), oder 20 bis 0,2 mg/kg PHE (Photofrin), vorzugsweise 2 mg/kg PHE (Photofrin), für die Behandlung von Tumoren.
Wenn die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verabreicht werden, dann werden die erfindungsgemäßen Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) oder ihre Salze selektiv in Tumorzellen nach einer bestimmten Zeitspanne verteilt.
Danach wird zur Diagnose von Tumoren ein Lichtstrahl mit einer Wellenlänge von 360 bis 760 nm auf die zu untersuchende Stelle auftreffen gelassen. Die Lichtquelle ist keinen besonderen Begrenzungen unterworfen, jedoch ist eine Halogenlampe für diagnostische Zwecke zu bevorzugen, weil die Halogenlampe zur gleichen Zeit Licht mit einem breiten Bereich von Wellenlängen emittiert. Die Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) oder ihre Salze, die in den Tumorzellen verteilt sind, emittieren eine Fluoreszenz nach dem Aufnehmen des Lichtstrahls mit einer Wellenlänge innerhalb des oben genannten Bereichs, wodurch eine Diagnose der Lokalisierung und des Vorhandenseins von Tumorzellen gestattet wird.
Für die Behandlung von Tumoren werden die Zusammensetzungen, die die Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) oder ihre Salze enthalten, verabreicht, und dann wird ein Lichtstrahl mit einer Wellenlänge nahe bei 740 nm oder von 720 bis 760 nm auf die zu behandelnde Stelle auftreffen gelassen.
Die Lichtquelle ist keinen besonderen Begrenzungen unterworfen, doch ist es zweckmäßig, eine solche auszuwählen und einzusetzen, die selektiv einen starken Lichtstrahl mit einem gewünschten Bereich der Wellenlänge emittiert. Als Beispiele für geeignete Lichtquellen können ein Halbleiterlaser oder eine Licht-emittierende Diode, wie ein Laser im nahen Infrarotbereich, unter Verwendung von Gallium-Aluminium-Arsen, Gallium-Indium-Arsen-Phosphor, Gallium-Phosphor oder Gallium-Arsen-Phosphor, ein Gaslaser, wie ein Kryptonionenlaser, ein fester Laser mit variierbarer Wellenlänge unter Verwendung von Alexandrit oder Titan-Saphir und ein Farbstofflaser unter Verwendung von Styryl, Oxazin und Xanthen genannt werden.
Da die erfindungsgemäßen Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) und ihre Salze einen großen molaren Extinktionskoeffizienten haben, kann die Intensität des Lichtstrahls für die Bestrahlung schwächer als im Falle der Verwendung von herkömmlichen Photosensibilisatoren sein. Daher belastet eine photodynamische Therapie unter Verwendung der erfindungsgemäßen Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) oder der Salze davon lebende Körper, die eine derartige Therapie erhalten, weniger. Insbesondere kann die Bestrahlungsdichte des Lichtstrahls 10 bis 500 mW/cm², bevorzugt 160 bis 500 mW/cm², sein. Die Anzahl der Bestrahlungen mit dem Lichtstrahl kann ein oder mehrmals pro Tag sein, z.B. ein- bis hundertmal/Tag, vorzugsweise ein- bis zehnmal/Tag. Die Kombination der Zeiten der Verabreichung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen mit den Zeiten der Bestrahlung mit dem Lichtstrahl kann so sein, dass der Tumor signifikant verringert wird.
Das Verfahren zur Herstellung der Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand der Beispiele beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Beispiele beschränkt.
Die folgenden Verbindungen, die als Ausgangsmaterialien in den Beispielen verwendet wurden, wurden gemäß den Herstellungsbeispielen der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2000-7693 hergestellt:
5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]porphyrin (Herstellungsbeispiel 3 der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2000-7693); und
5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-gacetyl-β-D-galactopyranosyloxy)phenyl]porphyrin (Herstellungsbeispiel 5 der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2000-7693).
Experimente zur Untersuchung der Herstellung der Tetraphenylporphyrinderivate (V) als Ausgangsmaterialien für die Synthese der erfindungsgemäßen Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I):
Synthese von 5,10,15,20-Tetrakis(3-methoxyphenyl)porphyrin
3-Methoxybenzaldehyd (1,6 ml, 12 mmol) wurde in trockenem Chloroform (1 1) in einem 500 ml-Rundkolben, dessen Atmosphäre durch Argon ausgetauscht worden war und der mit einem Kondensator ausgerüstet war, aufgelöst. Ein Reaktionsgefäß wurde mit einer Aluminiumfolie von Licht abgeschirmt, und Pyrrol (0,74 ml, 0,74 g, 11 mmol) wurde zu dem Reaktionsgemisch durch eine Spritze gegeben. Argongas wurde unter Rühren in den Reaktor eingeführt. Nach etwa 30 Minuten wurde die Einführung des Gases abgebrochen, und BF₃-Et₂O (0,3 ml, 2,4 mol) wurde zu dem Reaktionsgemisch mittels einer Spritze gegeben. Der Argonersatz wurde 10 Minuten lang durchgeführt, und das Reaktionsgemisch wurde eine Stunde lang gerührt. Zinkacetatdihydrat (5,0 g, 23 mmol) wurde zu dem Reaktionsgemisch gegeben, und der Argonersatz wurde 10 Minuten lang durchgeführt. Danach wurde das Reaktionsgemisch 20 bis 24 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Hierauf wurde p-Chloranil (2,1 g, 8,3 mmol) zu dem Reaktionsgemisch auf einmal hinzugegeben, und das resultierende Reaktionsgemisch wurde eine Stunde lang bei 60 bis 65°C gerührt. Das resultierende Gemisch wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und dann unter vermindertem Druck auf etwa 100 ml konzentriert. Die erhaltene konzentrierte Lösung wurde mit 4N-HCl (100 ml × 3) (das Verschwinden der Zn-enthaltenden Substanzen wurde durch UV bestimmt), Wasser (100 ml × 3) und hierauf mit einer gesättigten wässrigen Natriumhydrogencarbonatlösung (100 ml × 2) gewaschen. Danach wurde das resultierende Produkt auf wasserfreiem Natriumsulfat 10 Minuten lang getrocknet. Die resultierende Flüssigkeit wurde konzentriert und durch Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Chloroform) gereinigt, wodurch das Produkt erhalten wurde. Das so erhaltene rohe Produkt wurde in Chloroform aufgelöst, und es wurde eine kleine Menge von Methanol gerade so lange zugegeben, bevor der Feststoff verschwand. Das resultierende Gemisch wurde über Nacht in einem Kühlschrank stehen gelassen. Der abgetrennte Feststoff wurde herausgefiltert und mit Ethanol gewaschen, wodurch 5,10,15,20-Tetrakis(3-methoxyphenyl)porphyrin als purpurfarbener roter Feststoff erhalten wurde. Die erhaltene Verbindung wurde durch das
¹H-NMR das Massenspektrum charakterisiert. Es wurde bestätigt, dass die erhaltene Verbindung mit der von D.A. James, D.P. Arnold, P.G. Parsons, Photochem. Photobiol., 1994, 59, 441, beschriebenen Titelverbindung identisch war. Ausbeute 1,8 g, 89%.
Herstellungsbeispiel 1:
2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-α-D-glucopyranosylbromid
D-Glucose (39 g, 236 mmol) wurde in einem 500 ml-Rundkolben über Nacht mittels einer Vakuumpumpe getrocknet. Danach wurden 98 ml (71,0 g, 577 mmol) Acetylbromid auf einmal bei Raumtemperatur zugegeben. Unmittelbar danach wurde ein Kondensator angeschlossen, der mit einem Calciumchlorid-Röhrchen ausgestattet war, und das resultierende Gemisch wurde eine Zeit lang heftig bei Raumtemperatur gerührt. Nach dem Start der Reaktion begann die Freisetzung von Gas aus dem Calciumchlorid-Röhrchen. Das Gemisch wurde über Nacht kontinuierlich in einem Eisbad durchgerührt. Zu dem resultierenden gelben Reaktionsgemisch wurde Diethylether (390 ml) auf dem Wege über den Kondensator gegeben, und das resultierende Reaktionsgemisch wurde in ein Gemisch aus Eis (310 g) und Wasser (120 ml) eingegossen. Das resultierende Gemisch wurde heftig gerührt. Eine Etherphase wurde abgetrennt und mit einer Etherphase kombiniert, die aus einer Wasserphase extrahiert worden war. Die kombinierten Etherphasen wurden zu einer gesättigten wässrigen kalten Natriumhydrogencarbonatlösung (390 ml) gegeben, gefolgt von einem heftigen Rühren. Das Gemisch wurde gut geschüttelt und unter Verwendung eines Scheidetrichters aufgetrennt. Die Etherphase wurde in ein Gemisch aus Eis (310 g) und Wasser (120 ml) gegossen, und danach wurde heftig gerührt und geschüttelt. Das Gemisch wurde unter Verwendung eines Scheidetrichters aufgetrennt. Die Etherphase wurde auf wasserfreiem Natriumsulfat 10 Minuten lang getrocknet. Die resultierende Flüssigkeit wurde konzentriert und in einem Kühlschrank zur Kristallisation abgekühlt. Die erhaltenen Kristalle wurden abgesaugt, mit kaltem Ether gewaschen und getrocknet, wodurch die Titelverbindung erhalten wurde. Weiße nadelförmige Kristalle. Ausbeute 53 g, 55,6%.
¹H-NMR (300,07 MHz, CDCl₃) δ: 6,62 (1H, d, J=3,9Hz, H-1), 5,58 (1H, t, J=9,6Hz, H-3), 5,16 (1H, t, J=9,8Hz, H-4), 4,85 (1H, dd, J=9,9, 3,9Hz, H-2), 4,34 (1H, dd, J=12,6, 3,9Hz, H-6), 4,31 (1H, m, H-5), 4,14 (1H, dd, J=12,3, 2,1 Hz, H-6), 2,11 (3H, s, Acetyl), 2,10 (3H, s, Acetyl), 2,06 (3H, s, Acetyl), 2,04 (3H, s, Acetyl).
Herstellungsbeispiel 2:
3-(2',3',4',6-Tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)benzaldehyd
Chinolin (15 ml) wurde zu 1,5 g (12 mmol) m-Hydroxybenzaldehyd, zu dem 2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-α-D-glucopyranosylbromid (10,1 g, 25 mmol) gegeben worden war, hinzugegeben. Unmitelbar danach wurden 5,8 g (25 mmol) Silber(I)-oxid zugesetzt, gefolgt von einem 15-minütigen Rühren bei Raumtemperatur. Das resultierende Gemisch erzeugte beim Fortschritt der Reaktion Wärme. Weil das resultierende Gemisch während der Reaktion mehr und mehr viskos wurde, wurde das Gemisch, wie erforderlich, mit einem Glasstab gerührt. 25%ige Essigsäure (100 ml) wurde zu dem Reaktionsgemisch, das auf einem Eisbad gut gerührt war, gegeben. Danach wurde es filtriert. Methanol (150 ml) wurde zu dem herausgefilterten Rest gegeben, gefolgt von einem Erhitzen. Dann wurde das resultierende Gemisch filt riert, und das erhaltene Filtrat wurde bis zum Abscheiden von Kristallen konzentriert. Der resultierende Rückstand wurde aus heißem Methanol umkristallisiert, wodurch die Titelverbindung erhalten wurde. Leicht gelbe nadelförmige Kristalle. Ausbeute 3,4 g, 63%.
¹H-NMR (300,07 MHz, CDCl₃) δ: 9,99 (1H, s, Aldehyd), 7,59 (1H, m, Benzol-6), 7,50-7,42 (2H, m, Benzol-1,5), 7,26 (1H, m, Benzol-4), 5,30 (2H, m, Glucose-H), 5,20-5,12 (2H, m, Glucose-H), 4,30-4,18 (2H, m, H-6' × 2), 3,92 (1H, m, H-5), 2,08, 2,07, 2,05 (12H, s × 3, Acetyl).
Herstellungsbeispiel 3:
5,10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]porphyrin
3-(2',3',4',6'-Tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)benzaldehyd (1,9 g, 3,8 mmol) wurde in 680 ml trockenem Chloroform in einem 500 ml-Rundkolben, dessen Atmosphäre durch Argon ausgetauscht worden war und der mit einem Kondensatorrohr ausgerüstet war, aufgelöst. Ein Reaktionsgefäß wurde mit Aluminiumfolie von Licht abgeschirmt, und 0,27 ml (0,27 g, 3,8 mmol) Pyrrol wurden durch eine Spritze zugesetzt. Argongas wurde unter Rühren eingeführt. Nach etwa 30 Minuten wurde die Einführung des Gases abgebrochen, und BF₃-Et₂O (0,10 ml, 0,80 mmol) wurde zu dem Reaktionsgemisch mittels einer Spritze hinzugegeben, gefolgt von einem 10-minütigen Argonersatz. Nach einer Stunde wurde Zinkacetatdihydrat (3,9 g, 17,5 mmol) zu dem Reaktionsgemisch gegeben, und der Argonersatz wurde 10 Minuten lang durchgeführt. Das resultierende Gemisch wurde 20 bis 24 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Danach wurde p-Chloranil (0,70 g, 2,7 mmol) zu dem Reaktionsgemisch auf einmal hinzugegeben, und das Gemisch wurde eine Stunde lang bei 60 bis 65°C gerührt. Nach der Reaktion schlug die Farbe der Flüssigkeit nach rot um. Das Gemisch wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und dann auf etwa 100 ml konzentriert. Der Rückstand wurde mit 4N Salzsäure (100 ml × 3), Wasser (100 ml × 3) und einer gesättigten wässrigen Natriumhydrogencarbonatlösung (100 ml × 2) gewaschen und dann auf wasserfreiem Natriumsulfat 10 Minuten lang getrocknet. Etwa 10 g Silicagel wurden zu der resultierenden Flüssigkeit gegeben, und diese wurde zur Trockene abgedampft. Die Trennung durch Silicagelsäulenchromatographie wurde durchgeführt (das verwendete Entwicklungsmittel war Chloroform und Aceton in einem Verhältnis von zwischen 15:1 und 8:1). Eine dunkle, purpurrote Fraktion, die das Produkt enthielt, wurde gesammelt und zur Trockene konzentriert. Der erhaltene Rückstand wurde in Chloroform aufgelöst, und es wurde eine kleine Menge von Ethanol zugesetzt, bis ein Feststoff erschien. Das resultierende Produkt wurde in einem Kühlschrank stehen gelassen. Der Feststoff wurde abfiltriert und mit Ethanol gewaschen, wodurch die Titelverbindung als purpurroter Feststoff erhalten wurde. Ausbeute 1,3 g, 68%. Rf=0,55 (Chloroform:Ethanol=14:1). Eine rote Fluoreszenz wurde bei einem UV von 365 nm emittiert.
¹H-NMR (300,07 MHz, DMSO-d₆) δ: 8,97 (8H, m, Pyrrol-β), 7,95-7,75 (12H, m, Benzol-6,1,5), 7,47-7,21 (4H, m, Benzol-4), 5,89-5,83 (4H, m, H-1'), 5,46-5,36 (4H, m, H-2'), 5,21- 5,03 (4H, m, H-3'), 4,42-3,94 (4H, m, H-4'), 4,22-4,12 (4H, m, H-6'), 4,12-4,02 (4H, m, H-6'), 4,02-3,92 (4H, m, H-5'), 2,05 (12H, s, Acetyl), 1,95 (12H, s, Acetyl), 1,94 (12H, s, Acetyl), 1,93 (12H, s, Acetyl), 1,25-1,18 (m, Acetyl), –3,00 (2H, s, Pyrrol NH).
Herstellungsbeispiel 4:
3-(2',3',4',6'-Tetra-O-acetyl-α-D-galactopyranosyloxy)benzaldehyd
m-Hydroxybenzaldehyd (1,5 g, 12 mmol), Dichlormethan (14 ml), eine 5%ige wässrige Natriumhydroxidlösung (20 ml) wurden in einen 100 ml-Rundkolben eingegeben, und das Gemisch wurde gründlich gerührt. Zu diesem Zeitpunkt schlug die Farbe der Wasserphase nach gelb um. Zu dem resultierenden Gemisch wurde Tetrabutylammoniumbromid (0,66 g, 2,0 mmol) gegeben, und dann wurde tropfenweise eine Lösung von Acetobromgalactose (3,6 g, 8,6 mmol) in Dichlormethan (etwa 6 ml) zugesetzt. Das Reaktionsgefäß wurde von Licht abgeschirmt, und das resultierende Gemisch wurde 2 Tage lang bei Raumtemperatur heftig gerührt. Eine abgetrennte organische Phase wurde mit einer wässrigen 5%igen Natriumhydroxidlösung (20 ml × 3) und dann mit Wasser (20 ml × 3) gewaschen, auf wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und zur Trockene eingedampft, wodurch die Titelverbindung erhalten wurde. Hellbrauner Feststoff. Ausbeute 2,2 g, 39%. Das Produkt war bei Raumtemperatur instabil, und es wurde in einem Gefrierschrank gelagert.
¹H-NMR (300,07 MHz, CDCl₃) δ: 9,98 (1H, s, Aldehyd), 7,62-7,57 (1H, m, Benzol-6), 7,57-7,51 (1H, m, Benzol-1), 7,51-7,47 (1H, m, Benzol-5), 7,32-7,25 (1H, m, Benzol-4), 5,57-5,41 (2H, m, H-2'), 5,18-5,12 (2H, m, H-1', H-2'), 4,27-4,04 (3H, m, H-5' + H-6' × 2), 2,20 (3H, s, Acetyl), 2,08 (3H, s, Acetyl), 2,06 (3H, s, Acetyl), 2,03 (3H, s, Acetyl).
Herstellungsbeispiel 5:
5,10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyloxy)phenyl]porphyrin
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Herstellungsbeispiel 3 mit der Ausnahme erhalten, dass 3-(2',3',4',6'-Tetra-O-acetyl-α-D-galactopyranosyloxy)benzaldehyd anstelle von 3-(2',3',4',6'-Tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)benzaldehyd eingesetzt wurde. Rf=0,70 (Chloroform:Aceton=15:1).
¹H-NMR (300,07 MHz, CDCl₃) δ: 8,89 (8H, s, Pyrrol-β), 7,95-7,84 (8H, m, Benzol-1,6), 7,73-7,62 (4H, m, Benzol-5), 7,50-7,42 (4H, m, Benzol-4), 5,68-5,54 (4H, m, H-2'), 5,54-5,38 (4H, m, H-4'), 5,38-5,20 (4H, m, H-1'), 5,20-4,93 (4H, m, H-3'), 4,23-3,91 (12H, m, H-6' × 2, H-5'), 2,16 (12H, s, Acetyl), 2,10 (12H, s, Acetyl), 2,08 (12H, s, Acetyl), 2,00 (12H, s, Acetyl), 1,29-1,23 (m, Acetyl), –2,89 (2H, br s, Pyrrol NH).
Herstellungsbeispiel 6:
2,3,4-Tri-O-acetyl-β-D-arabinopyranosylbromid
Acetylbromid 30 ml (21,7 g, 177 mmol) wurde auf einmal bei Raumtemperatur in einen 100 ml-Rundkolben eingegeben, der D-Arabinose (6,52 g, 43 mmol) enthielt. Unmittelbar danach wurde ein Kondensatorrohr, das mit einem Calciumchlorid-Röhrchen aus gestattet war, angefügt, und das resultierende Gemisch wurde bei Raumtemperatur heftig gerührt. Als die Austragung eines Gases aus dem Calciumchlorid-Röhrchen begann, wurde das resultierende Gemisch kontinuierlich in einem Eisbad 2 bis 3 Stunden gerührt. Chloroform (100 ml) wurde zu dem gelben Reaktionsgemisch über den Kondensator gegeben, und dann wurde das resultierende Gemisch in ein Gemisch aus Eis (50 g) und Wasser (100 ml) eingegossen und heftig gerührt. Eine extrahierte Chloroformphase wurde mit einer Chloroformphase kombiniert, die aus einer Wasserphase extrahiert worden war. Die kombinierten Chloroformphasen wurden zu 100 ml einer gesättigten wässrigen kalten Natriumhydrogencarbonatlösung gegeben, gefolgt von einem heftigen Rühren. Es wurde gut durchgeschüttelt, und es erfolgte eine Trennung unter Verwendung eines Scheidetrichters. Darauf wurde eine organische Phase auf Calciumchlorid 10 Minuten lang getrocknet und dann auf 20 ml konzentriert. Diethylether (8 ml) wurde zu dem Rückstand gegeben, gefolgt von einem Rühren. Petrolether (5 ml) wurde vorsichtig zugesetzt, und das resultierende Gemisch wurde in einem Gefrierschrank zur Kristallisation abgekühlt. Die Kristalle wurden abgesaugt, mit kaltem Ether gewaschen und getrocknet, wodurch die Titelverbindung erhalten wurde. Weiße nadelförmige Kristalle. Ausbeute 12 g, 82%. Das Produkt war bei Raumtemperatur instabil und wurde in einem Gefrierschrank gelagert.
¹H-NMR 300,07 MHz, CDCl₃) δ: 6,71 (1H, d, J=3,6Hz, H-1), 5,41 (2H, m, H-3, H-4), 5,09 (1H, m, J=1,5, 3,6, 12Hz, H-2), 4,22 (1H, d, J=13,5Hz, H-5), 3,94 (1H, dd, J=1,7, 13,2Hz, H-5'), 2,16 (3H, s, Acetyl), 2,13 (3H, s, Acetyl), 2,06 (3H, s, Acetyl), 2,04 (3H, s, Acetyl).
Herstellungsbeispiel 7:
4-(2',3',4'-Tri-O-acetyl-β-D-arabinopyranosyloxy)benzaldehyd
p-Hydroxybenzaldehyd (2,2 g, 18 mmol), Dichlormethan 18 ml, eine 5%ige wässrige Natriumhydroxidlösung (20 ml) wurden in einen 100 ml-Rundkolben eingegeben, und das Gemisch wurde heftig gerührt. Zu diesem Zeitpunkt schlug die Farbe der Wasserphase nach gelb um. Zu dem resultierenden Gemisch wurde Tetrabutylammoniumbromid (1,0 g, 3,0 mmol) gegeben, und dann wurde tropfenweise eine Lösung von 2,3,4-Tri-O-acetyl-β-D-arabinopyranosylbromid (4,0 g, 12 mmol) in Dichlormethan (etwa 6 ml) zugesetzt. Das Reaktionsgefäß wurde von Licht abgeschirmt, und das resultierende Gemisch wurde 2 Tage lang bei Raumtemperatur heftig gerührt. Die abgetrennte organische Phase wurde mit 50 ml einer wässrigen 5%igen Natriumhydroxidlösung dreimal gewaschen und dann dreimal mit jeweils 50 ml Wasser gewaschen. Es wurde auf wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, und die Lösung wurde zur Trockene eingedampft, wodurch die Titelverbindung erhalten wurde. Hellbrauner Feststoff. Ausbeute 1,9 g, 43%. Das Produkt war bei Raumtemperatur instabil, und es wurde in einem Gefrierschrank gelagert.
¹H-NMR 300,07 MHz, CDCl₃) δ: 9,92 (1H, s, Aldehyd), 7,86 (2H, d, J=8,4Hz, o-Aldehyd), 7,13 (2H, d, 7=8,7, m-Aldehyd), 5,45 (1H, d, J=6,0, 8,1Hz, H-2'), 5,36 (1H, m, H-4'), 5,24 (1H, d, J=6,0Hz, H-1'), 5,20 (1H, dd, J=3,6, 8,4Hz, H-3'), 4,13 (1H, dd, 7=4,2, 12,3Hz, H-5'), 3,81 (1H, dd, J=2,1, 12,3Hz, H-5'), 2,14 (3H, s, Acetyl), 2,13 (3H, s, Acetyl), 2,11 (3H, s, Acetyl).
Herstellungsbeispiel 8:
3-(2',3',4'-Tri-O-acetyl-β-D-arabinopyranosyloxy)benzaldehyd
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Herstellungsbeispiel 7 mit der Ausnahme erhalten, dass m-Hydroxybenzaldehyd anstelle von p-Hydroxybenzaldehyd eingesetzt wurde. Hellbrauner Feststoff. Das Produkt war bei Raumtemperatur instabil, und es wurde in einem Gefrierschrank gelagert.
¹H-NMR (300,07 MHz, CDCl₃) δ: 9,99 (1H, s, Aldehyd), 7,59 (1H, d, Benzol-6), 7,53 (1H, m, Benzol-1), 7,51 (1H, m, Benzol-5), 7,29 (1H, m, Benzol-4), 5,43 (1H, dd, J=6,3, 8,7Hz, H-2'), 5,33 (1H, m, H-4'), 5,17 (1H, d, J=6,3Hz, 2,1, 12,3Hz, H-1'), 5,16 (1H, dd, J=4,2, 8,7Hz, H-3'), 4,09 (1H, dd, J=4,2, 12,3Hz, H-5'), 3,78 (1H, dd, J=2,1, 12,3Hz, H-5'), 2,16 (3H, s, Acetyl), 2,10 (3H, s, Acetyl), 2,06 (3H, s, Acetyl), 2,03 (3H, s, Acetyl).
Herstellungsbeispiel 9:
5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-arabinopyranosyloxy)phenyl]porphyrin
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Herstellungsbeispiel 3 mit der Ausnahme erhalten, dass 4-(2',3',4'-Tri-O-acetyl-β-D-arabinopyranosyloxy)benzaldehyd anstelle von 3-(2',3',4',6'-Tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)benzaldehyd eingesetzt wurde. Dunkelroter Feststoff.
¹H-NMR (300,07 MHz, CDCl₃) δ: 8,85 (8H, s, Pyrrol-β), 8,14 (8H, d, J=8,4Hz, o-Benzol), 7,41 (8H, d, J=8,7Hz, m-Benzol), 5,58 (4H, dd, J=6,3, 8,7Hz, H-3'), 5,44 (8H, m, H-1', H-4'), 5,15 (4H, dd, J=9,0Hz, H-2'), 4,32 (4H, dd, J=3,6, 11,4Hz, H-5'), 3,96 (4H, dd, J=11,4Hz, H-5'), 2,28 (12H, s, Acetyl), 2,24 (12H, s, Acetyl), 2,17 (12H, s, Acetyl), –2,82 (2H, br s, Pyrrol-NH).
Herstellungsbeispiel 10:
5,10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-arabinopyranosyloxy)phenyl]porphyrin
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Herstellungsbeispiel 3 mit der Ausnahme erhalten, dass 3-(2',3',4'-Tri-O-acetyl-β-D-arabinopyranosyloxy)benzaldehyd anstelle von 3-(2',3',4',6'-Tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)benzaldehyd eingesetzt wurde. Dunkelroter Feststoff.
¹H-NMR (300,07 MHz, CDCl₃) δ: 8,97 (8H, s, Pyrrol-β), 7,89 (4H, m, Benzol-1, –6), 7,68 (4H, m, Benzol-5), 7,45 (4H, m, Benzol-4), 5,55 (4H, t, J=8,7Hz, H-3'), 5,37 (8H, m, H-1', H-4'), 5,18 (4H, dd, J=8,7Hz), 4,09 (4H, m, H-5'), 3,73 (4H, d, J=12,3Hz, H-5'), 2,12 (12H, s, Acetyl), 2,10 (12H, s, Acetyl), 2,04 (12H, s, Acetyl), –2,87 (2H, br s, Pyrrol-NH).
Herstellungsbeispiel 11:
1,2,3,4-Tetra-O-acetyl-β-D-xylose
Ein 200 ml-Rundkolben, der Natriumacetat (3,0 g) und Essigsäureanhydrid (36 ml) enthielt, wurde in einem Ölbad auf 130°C erhitzt. Nach dem Beginn einer Bla senbildung wurde allmählich D-Xylose (5,0 g, 33,3 mmol) zugesetzt. Als keine Bläschen mehr auftraten, wurde der Kolben aus dem Ölbad herausgenommen und auf Raumtemperatur abgekühlt. Das Reaktionsgemisch wurde in ein 500 ml-Becherglas, das Eis (150 g) enthielt, eingegeben und eine Weile gerührt. Dann wurde es 2 Stunden lang stehen gelassen. Der resultierende hellbraune Niederschlag wurde abgesaugt, mit kaltem Wasser gewaschen und dann im Vakuum getrocknet. Das rohe Produkt wurde unter Verwendung von heißem Ethanol umkristallisiert. Die Kristalle wurden abgesaugt, mit kaltem Ethanol gewaschen und getrocknet, wodurch die Titelverbindung erhalten wurde. Weiße Kristalle. Ausbeute 5,55 g, 53%.
¹H-NMR 300,07 MHz, CDCl₃) δ: 5,72 (1H, d, J=6,9Hz, H-1), 5,16 (1H, t, J=8,1, 8,4Hz, H-3), 5,24 (1H, dd, J=5,1, 8,1Hz, H-2), 4,98 (1H, m, J=5,1, 8,1, 8,4Hz, H-4), 4,16 (1H, dd, J=5,1, 12,0Hz, H-5), 3,53 (1H, dd, J=8,3, 12,0Hz, H-5'), 2,12 (3H, s, Acetyl), 2,07 (3H, s, Acetyl), 2,06 (6H, s, Acetyl).
Herstellungsbeispiel 12:
2,3,4-Tri-O-acetyl-α-D-xylopyranosylbromid
Essigsäure (6 ml) und eine 30%ige Bromwasserstoff-Essigsäurelösung (25 ml) wurden in einen 100 ml-Rundkolben gegeben, der 1,2,3,4-Tetra-O-acetyl-β-D-xylose (5,0 g, 15,7 mmol) enthielt. Das Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur eine Stunde lang gerührt. Chloroform (100 ml) wurde in das Reaktionsgemisch eingegossen. Das resultierende Gemisch wurde mit Wasser (100 ml × 2) und mit einer gesättigten wässrigen Natriumhydrogencarbonatlösung (100 ml × 1) gewaschen und 10 Minuten lang auf Calciumchlorid getrocknet. Das resultierende Gemisch wurde auf 20 ml konzentriert. Zu dem resultierenden Gemisch wurde Diethylether (8 ml) gegeben, gefolgt von einem Rühren. Petrolether (5 ml) wurde sorgfältig zu dem resultierenden Gemisch gegeben, das in einem Gefrierschrank zur Kristallisation abgekühlt wurde. Die Kristalle wurden abgesaugt, mit kaltem Ether gewaschen und getrocknet, wodurch die Titelverbindung erhalten wurde. Weiße nadelförmige Kristalle. Ausbeute 4,6 g, 87%. Das Produkt war bei Raumtemperatur instabil, und es wurde daher in einem Gefrierschrank gelagert.
¹H-NMR (300,07 MHz, CDCl₃) δ: 6,56 (1H, d, J=3,9Hz, H-1), 5,57 (1H, t, J=9,6, 9,8Hz, H-3), 5,04 (1H, m, J=11,1Hz, H-4), 4,78 (1H, dd, J=3,9, 9,8Hz, H-2), 4,06 (1H, dd, J=6,3, 11,1Hz, H-5), 3,88 (1H, t, J=11,1, 11,1Hz, H-5'), 2,13 (3H, s, Acetyl), 2,69 (3H, s, Acetyl), 2,09 (3H, s, Acetyl).
Herstellungsbeispiel 13:
4-(2',3',4'-Tri-O-acetyl-β-D-xylopyranosyloxy)benzaldehyd
p-Hydroxybenzaldehyd (2,2 g, 18 mmol), Dichlormethan (20 ml) und eine 5%ige wässrige Natriumhydroxidlösung (25 ml) wurden in einen 100 ml-Rundkolben eingegeben, und das Gemisch wurde heftig gerührt. Zu diesem Zeitpunkt schlug die Farbe der Wasserphase nach gelb um. Zu dem resultierenden Gemisch wurde Tetrabutylammoniumbromid (1,0 g, 3,0 mmol) gegeben, und dann wurde tropfenweise eine Lösung von 2,3,4-Tri-O- acetyl-α-D-xylopyranosylbromid (4,0 g, 12 mmol) zugesetzt. Das Reaktionsgefäß wurde von Licht abgeschirmt. Das resultierende Gemisch wurde 2 Tage lang bei Raumtemperatur heftig gerührt. Die abgetrennte organische Phase wurde mit 50 ml einer wässrigen 5%igen Natriumhydroxidlösung dreimal und dann dreimal mit 50 ml Wasser gewaschen, auf wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und zur Trockene eingedampft, wodurch die Titelverbindung erhalten wurde. Hellbrauner Feststoff. Ausbeute 1,5 g, 34%. Das Produkt war bei Raumtemperatur instabil, und es wurde in einem Gefrierschrank gelagert.
¹H-NMR 300,07 MHz, CDCl₃) δ: 9,93 (1H, s, Aldehyd), 7,64 (2H, d, J=8,4Hz, o-Aldehyd), 7,12 (2H, d, J=8,7Hz, m-Aldehyd), 5,34 (1H, d, J=5,1Hz, H-1'), 5,25 (1H, dd, J=7,5Hz, H-3'), 5,20 (1H, dd, J=5,4, 7,5Hz, H-2'), 5,01 (1H, m, H-4'), 4,24 (1H, dd, J=4,2, 12,3Hz, H-5'), 3,61 (1H, dd, J=6,9, 12,3Hz, H-5'), 2,14 (3H, s, Acetyl), 2,13 (3H, s, Acetyl), 2,10 (3H, s, Acetyl).
Herstellungsbeispiel 14:
3-(2',3',4'-Tri-O-acetyl-β-D-xylopyranosyloxy)benzaldehyd
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Herstellungsbeispiel 13 mit der Ausnahme erhalten, dass m-Hydroxybenzaldehyd anstelle von p-Hydroxybenzaldehyd eingesetzt wurde. Hellbrauner Feststoff. Das Produkt war bei Raumtemperatur instabil und es wurde in einem Gefrierschrank gelagert.
¹H-NMR (300,07 MHz, CDCl₃) δ: 9,99 (1H, s, Aldehyd), 7,61 (1H, d, J=8,4, Benzol-6), 7,52 (1H, s, Benzol-1), 7,51 (1H, t, J=7,8, 10,5Hz, Benzol-5), 7,28 (1H, d, J=10,5Hz, Benzol-5), 5,43 (1H, dd, J=6,3, 8,7Hz, H-2'), 5,33 (1H, m, H-4'), 5,17 (1H, d, J=6,3Hz, H-1'), 5,16 (1H, dd, J=4,2, 8,7Hz, H-3'), 4,09 (1H, dd, J=4,2, 12,3Hz, H-5'), 3,78 (1H, dd, J=2,1, 12,3Hz, H-5'), 2,15 (3H, s, Acetyl), 2,11 (3H, s, Acetyl), 2,08 (3H, s, Acetyl).
Herstellungsbeispiel 15:
5,10,15,20-Tetrakis(4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-xylopyranosyloxy)phenyl]porphyrin
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Herstellungsbeispiel 3 mit der Ausnahme erhalten, dass 4-(2',3',4'-Tri-O-acetyl-β-D-xylopyranosyloxy)benzaldehyd anstelle von 3-(2',3',4',6'-Tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)benzaldehyd eingesetzt wurde. Dunkelroter Feststoff.
¹H-NMR 300,07 MHz, CDCl₃) δ: 8,96 (8H, s, Pyrrol-β), 8,14 (8H, d, o-Benzol), 7,39 (8H, d, J=8,4Hz, m-Benzol), 5,54 (4H, t, J=6,OHz, H-2'), 5,39-5,37 (8H, m, H-1', H-3'), 5,15 (4H, m, J=4,8Hz, H-4'), 4,43 (4H, dd, J=4,8, 12,3Hz, H-5'), 3,73 (4H, dd, J=7,8, 12,3Hz, H5'), 2,22 (12H, s, Acetyl), 2,17 (12H, s, Acetyl), 2,13 (12H, s, Acetyl), –2,91 (2H, br s, Pyrrol-NH).
Herstellungsbeispiel 16:
5,10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-xylopyranosyloxy)phenyl]porphyrin
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Herstellungsbeispiel 3 mit der Ausnahme erhalten, dass 3-(2',3',4'-Tri-O-acetyl-β-D-xylopyranosyloxy) benzaldehyd anstelle von 3-(2',3',4',6'-Tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)benzaldehyd eingesetzt wurde. Dunkelroter Feststoff.
¹H-NMR (300,07 MHz, CDCl₃) δ: 8,97 (8H, s, Pyrrol-β), 7,93 (4H, m, Benzol-1), 7,87 (4H, m, Benzol-6), 7,68 (4H, m, Benzol-5), 7,43 (4H, m, Benzol-4), 5,38 (4H, m, H-2'), 5,25 (8H, m, H-1', H-3'), 5,05 (4H, m, H-4'), 4,26 (4H, m, H-5'), 3,57 (4H, m, H5'), 2,12 (12H, s, Acetyl), 2,06 (12H, s, Acetyl), 2,04 (12H, s, Acetyl), –2,88 (2H, br s, Pyrrol-NH).
Beispiel 1: 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 1)
5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]porphyrin (0,80 g, 0,40 mmol), wasserfreies Kaliumcarbonat (1,54 g, 11 mmol), p-Toluolsulfonylhydrazid (0,51 g, 2,7 mmol) und Pyridin (74 ml) wurden in einen 100 ml-Dreihalskolben eingegeben, der mit einem Dimroth-Kondensator ausgerüstet war und der mit einer Aluminiumfolie von Licht abgeschirmt war. Die Atmosphäre im Inneren wurde in genügendem Ausmaß etwa 20 Minuten lang unter Rühren durch Stickstoffgas ersetzt. Das resultierende Gemisch wurde 9 Stunden lang am Rückfluss bei 110°C in einer Stickstoffatmosphäre erhitzt. Während des Erhitzens am Rückfluss wurden 2 ml einer Lösung von p-Toluol-sulfonylhydrazid (2,5 g, 13 mmol) in Pyridin (10 ml) zu dem Reaktionsgemisch alle 1,5 Stunden gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, und dann wurden Benzol (200 ml) und Wasser (100 ml) zu dem Reaktionsgemisch gegeben. Eine organische Phase wurde abgetrennt und nacheinander mit einer kalten 2N Salzsäurelösung (400 ml × 2), mit Wasser (400 ml × 1) und mit einer gesättigten wässrigen Natriumhydrogencarbonatlösung (400 ml × 1) gewaschen. Die organische Phase wurde auf wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und bei vermindertem Druck zur Trockene eingedampft. Der erhaltene Rückstand wurde in Chloroform aufgelöst, und Ethanol wurde zur Abtrennung bei niedriger Temperatur zugesetzt. Der Niederschlag wurde filtriert und mit Ethanol gewaschen. Danach wurde er getrocknet, wodurch die Titelverbindung als roter Feststoff erhalten wurde (0,31 g, 39%).
¹H-NMR 600 MHz, DMSO-d₆) δ: 7,8718 (4H, s, β-Pyrrol), 7,7732-7,7460 (8H, m, Benzol-O), 7,3355-7,2534 (8H, m, Benzol-m), 5,7878-5,7759 (4H, m, Glc-H1), 5,5107-5,5837 (4H, m, Glc-H3), 5,1884-5,1511 (4H, m, Glc-H2), 5,1185-4,9472 (4H, m, Glc-H4), 4,1534-4,1256 (4H, m, Glc-H5), 4,0432-4,0130 (4H, m, Glc-H6), 3,9013 (8H, s, H2, H3, H12; H13), 2,1091 (6H, s, Acetyl × 2), 2,0423 (6H, s, Acetyl × 2), 2,0334 (6H, s, Acetyl × 2), 2,0047 (6H, s, Acetyl × 2), –1,4622 (2H, br s, W1/2=5Hz, Pyrrol-NH).
Beispiel 2: 5,10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 2)
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme erhalten, dass 5,10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]porphyrin anstelle von 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]porphyrin eingesetzt wurde.
¹H-NMR 600 MHz, DMSO-d₆) δ: 7,9478-7,9087 (4H, s, β-Pyrrol), 7,6969-7,6386 (4H, m, Ar-5'), 7,5202-7,4219 (8H, m, Ar-6', 1'), 7,2855-7,2498 (4H, m, Ar-4'), 5,5281-5,4774 (4H, m, Glc-HI), 5,288-5,0864 (4H, m, Glc-H2, H3), 4,9714-4,9210 (4H, m, Glc-H4), 4,1626 (8H, m, H2, H3, H12; H13), 4,0927-3,8983 (4H, m, Glc-H6'), 2,0276 (6H, s, Acetyl × 2), 1,9830 (6H, s, Acetyl × 2), 1,9431 (12H, s, Acetyl × 4), –1,520 (2H, br s, W1/2=5Hz, Pyrrol-NH).
Beispiel 3: 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 3)
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme erhalten, dass 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-'O-acetyl-β-D-galactopyranosyloxy)phenyl]porphyrin anstelle von 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]porphyrin eingesetzt wurde.
¹H-NMR (600 MHz, DMSO-d₆) δ: 7,8809 (4H, s, β-Pyrrol), 7,7762-7,7549 (8H, m, Benzol-O), 7,3395-7,2848 (8H, m, Benzol-m), 5,8372-5,8024 (4H, m, Gal-H1), 5,5058-5,4731 (4H, m, Gal-H3), 5,1957-5,1661 (4H, m, Gal-H3), 5,1957-5,1661 (4H, m, Gal-H3), 5,0870-5,0545 (4H, m, Gal-H4), 4,3640-4,3475 (4H, m, Gal-H5), 4,2846-4,2553 (4H, m, Gal-H6), 4,1519-4,1351 (4H, m, Gal-H5), 3,9089 (8H, s, H2, H3, H12, H13), 2,1424-2,0648 (6H, m, Acetyl × 2), 2,0423-2,0133 (12H, m, Acetyl × 4), 2,0133-1,9892 (6H, m, Acetyl × 2), –1,4561 (2H, br s, W1/2=5Hz, Pyrrol-NH).
Beispiel 4: 5,10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 4)
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme erhalten, dass 5,10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyloxy)phenyl]porphyrin anstelle von 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]porphyrin eingesetzt wurde.
¹H-NMR 300 MHz, DMSO-d₆) δ: 7,38 (4H, m, β-Pyrrol), 7,21 (4H, m, Ar-5'), 7,03 (8H, m, Ar-6'), 6,85 (4H, m, Ar-4'), 6,10-5,78 (4H, m, Gal-H1), 5,78-5,64 (4H, m, Gal-H3), 5,64-5,49 (4H, m, Gal-H2), 5,49-5,26 (4H, m, Gal-H4), 4,379 (12H, m, Gal-H1, H6, H5), 4,06 (4H, m, H2, H3, H12, H13, Gal-H5), 2,50 (6H, m, Acetyl × 2), 2,13 (12H, m, Acetyl × 4), 2,04 (3H, m, Acetyl × 2), 1,94 (3H, m, Acetyl × 2), –1,511 (2H, br s, W1/2=5Hz, Pyrrol-NH).
Beispiel 5:
5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-arabinopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 5)
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 mit der Ausnahme erhalten, dass 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-arabinopyranosyloxy)phenyl]porphyrin anstelle von 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]porphyrin eingesetzt wurde.
¹H-NMR 300 MHz, DMSO-d₆) δ: 7,87 (4H, m, β-Pyrrol), 7,42-7,31 (8H, m, Benzol-O), 7,12-7,31 (8H, m, Benzol-m), 5,49-5,40 (4H, m, Ara-H3), 5,12-5,01 (6H, m, Ara-H1, H4), 4,09-4,73 (6H, m, Ara-H5, H2), 3,723-3,68 (8H, m, H2, H3, H12, H13), 2,41-1,60 (18H, s, Acetyl × 2), –1,54 (2H, br s, W1/2=5Hz, Pyrrol-NH).
Beispiel 6:
5,10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-arabinopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 6)
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 mit der Ausnahme erhalten, dass 5,10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-arabinopyranosyloxy)phenyl]porphyrin anstelle von 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]porphyrin eingesetzt wurde.
¹H-NMR 600 MHz, DMSO-d₆) δ: 7,9645 (4H, m, β-Pyrrol), 7,5802-7,57704 (4H, m, Ar-5'), 7,5579-7,263 (12H, m, Ar-4', 6', 1'), 5,4956-5,4257 (4H, m, Ara-H3), 5,3036-5,2676 (3H, m, Ar-H4), 5,0576-4,9795 (3H, m, Ara-H5, H2), 4,1982-3,9778 (6H, m, Ara-H5, H2), 3,7797-3,6842 (8H, m, H2, H3, H12, H13), 2,1572-2,1145 (6H, m, Acetyl × 2), 2,20672-2,1145 (6H, m, Acetyl × 2), 2,0544-2,0443 (6H, m, Acetyl × 2), –1,4797 (2H, br s, W1/2=5Hz, Pyrrol-NH).
Beispiel 7:
5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-xylopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 7)
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 mit der Ausnahme erhalten, dass 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-xylopyranosyloxy)phenyl]porphyrin anstelle von 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]porphyrin eingesetzt wurde.
¹H-NMR 300 MHz, DMSO-d₆) δ: 7,79 (4H, m, β-Pyrrol), 7,82 (8H, m, Benzol-O), 7,59-7,33 (8H, m, Benzol-m), 7,33-7,18 (4H, m, Ar-4'), 5,76-5,61 (4H, m, Ara-H2), 5,48-4,92 (8H, m, Ara-H3, H1), 4,15-3,78 (4H, m, H5), 3,80 (8H, m, H2, H3, H12, H13), 2,53-2,41 (18H, s, Acetyl × 6), –1,48 (2H, br s, W1/2=5Hz, Pyrrol-NH).
Beispiel 8:
5,10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-xylopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 8)
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 mit der Ausnahme erhalten, dass 5,10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-xylopyranosyloxy)phenyl]porphyrin anstelle von 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]porphyrin eingesetzt wurde.
¹H-NMR 300 MHz, DMSO-d₆) δ: 7,92 (4H, m, β-Pyrrol), 7,90-7,59 (8H, m, Ar-5'), 7,59-7,33 (8H, m, Ar-6', 1'), 7,33-7,18 (4H, m, Ar-4'), 5,81-5,61 (4H, m, Ara-H2), 5,43-5,19 (4H, m, Ara-H3), 5,19-5,00 (4H, m, Ara-H1), 4,15-3,78 (4H, m, H5), 3,54-3,19 (8H, m, H2, H3, H12, H13), 2,50-2,42 (18H, s, Acetyl × 6), –1,53 (2H, br s, W1/2=5Hz, Pyrrol-NH).
Beispiel 9:
5,10,15,20-Tetrakis[4-(β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 9)
Eine Chloroformlösung (9 ml) von 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (95 mg, 0,05 mmol) wurde in einen 20 ml-Kolben eingegeben, und hierzu wurde Methanol (3 ml) gegeben. Natriummethoxid wurde zu der resultierenden Lösung gegeben, bis die Flüssigkeit alkalisch wurde. Das resultierende Gemisch wurde eine Stunde lang am Rückfluss erhitzt, auf Raumtemperatur abgekühlt und dann mit 25%iger Essigsäure neutralisiert. Das resultierende Gemisch wurde eine Stunde lang in einem Eisbad abgekühlt und dann bei vermindertem Druck zur Trockene eingedampft. Der erhaltene Rückstand wurde mit einem Gemisch aus kaltem Chloroform und Methanol (Chloroform:Methanol = 4:3) gewaschen und getrocknet, wodurch die Titelverbindung (9,8 mg, 15%) erhalten wurde.
¹H-NMR 300 MHz, DMSO-d₆) δ: 7,86 (4H, s, β-Pyrrol), 7,77-7,75 (8H, m, Benzol-O), 7,21 (8H, m, Benzol-m), 5,62-5,36 (4H, m, Glc-OH), 5,36-5,26 (4H, m, H1', H2', H3', H4', H5'), 5,27-5,10 (4H, m, Glc-OH), 5,10-5,01 (4H, m, Glc-OH), 4,86-4,58 (4H, m, 6'-OH), 4,19-4,02 (4H, m, H-6'), 3,68-3,34 (12H, m, H6', H1', H2', H3', H4', H5'), 3,68-3,34 (8H, s, H2, H3, H12, H13), –1,46 (2H, br s, Pyrrol-NH).
Beispiel 10:
5,10,15,20-Tetrakis[3-(β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 10)
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 9 mit der Ausnahme erhalten, dass 5,10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin anstelle von 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin eingesetzt wurde.
¹H-NMR 300 MHz, DMSO-d₆) δ: 8,00 (4H, s, β-Pyrrol), 7,61-7,59 (12H, m, Ar-6', 1', 5'), 7,27-7,25 (4H, m, Ar-4'), 5,18-5,17 (4H, m, Glc-OH), 5,17-4,98 (4H, m, H1', H2', H3', H4', H5'), 4,27-3,88 (4H, m, Glc-OH), 4,13 (8H, s, H2, H3, H12, H13), 3,875-3,571 (4H, m, Glc-OH), 3,57-3,36 (8H, m, Glc-OH, 6'-OH), 3,36-3,24 (12H, m, H6', H1', H2', H3', H4', H5'), –1,46 (2H, br s, Pyrrol-NH).
Beispiel 11:
5,10,15,20-Tetrakis[4-(β-D-galactopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 11)
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 9 mit der Ausnahme erhalten, dass 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin anstelle von 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin eingesetzt wurde.
¹H-NMR 300 MHz, DMSO-d₆) δ: 8,11 (4H, m, β-Pyrrol), 7,49-7,37 (8H, m, Benzol-O), 7,03-6,89 (8H, m, Benzol-m), 5,55-5,29 (4H, m, Gal-OH), 5,30-5,08 (4H, m, Gal-1, 5), 5,08-4,82 (4H, m, Gal-OH), 4,82-4,67 (4H, m, Gal-OH), 4,67-4,50 (4H, m, Gal-OH), 4,20 (8H, s, H2, H3, H12, H13), 3,80-3,69 (4H, m, Gal-H), 3,69-3,53 (8H, m, Gal-H), 3,16 (12H, m, Gal-H), –1,45 (2H, br s, Pyrrol-NH).
Beispiel 12:
5,10,15,20-Tetrakis[3-(β-D-galactopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 12)
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 9 mit der Ausnahme erhalten, dass 5,10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin anstelle von 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin eingesetzt wurde.
¹H-NMR 300 MHz, DMSO-d₆) δ: 7,82-7,79 (4H, s, β-Pyrrol), 7,41-7,31 (4H, m, Ar-5'), 7,20-7,28 (8H, m, Ar-1', 6'), 7,14-7,05 (4H, m, Ar-4'), 5,67-4,86 (12H, m, Gal-OH, Gal-1, 5), 4,79-4,21 (16H, m, Gal-OH, H2, H3, H12, H13), 4,15-4,06 (24H, m, Gal-H), –1,48 (2H, br s, Pyrrol-NH).
Beispiel 13:
5,10,15,20-Tetrakis[4-(β-D-arabinopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 13)
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 9 mit der Ausnahme erhalten, dass 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-arabinopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin anstelle von 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin eingesetzt wurde.
¹H-NMR (300 MHz, DMSO-d₆) δ: 7,79 (4H, m, β-Pyrrol), 7,85 (8H, m, Benzol-O), 7,38-7,34 (8H, m, Benzol-m), 5,67-5,12 (6H, m, Ara-OH), 4,96-3,81 (6H, m, Ara-OH), 3,68 (8H, s, H2, H3, H12, H13), 3,76-3,13 (24H, m, Ara-H), –1,48 (2H, br s, W1/2=5Hz, Pyrrol-NH).
Beispiel 14:
5,10,15,20-Tetrakis[3-(β-D-arabinopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 14)
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 9 mit der Ausnahme erhalten, dass 10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-arabinopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin anstelle von 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin eingesetzt wurde.
¹H-NMR 300 MHz, DMSO-d₆) δ: 7,89 (4H, m, β-Pyrrol), 7,55-7,45 (4H, m, Ar-5'), 7,37-7,17 (12H, m, Ar-4', 6', 1'), 5,64-4,11 (12H, m, Ara-OH), 3,73-3,01 (24H, m, Ara-H, H2, H3, H12, H13), –1,51 (2H, br s, W1/2=5Hz, Pyrrol-NH).
Beispiel 15:
5,10,15,20-Tetrakis[4-(β-D-xylopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 15)
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 9 mit der Ausnahme erhalten, dass 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-xylopyranosyl oxy)phenyl]bacteriochlorin anstelle von 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin eingesetzt wurde.
¹H-NMR (300 MHz, DMSO-d₆) δ: 8,13 (4H, m, β-Pyrrol), 7,55-7,35 (8H, m, Benzol-O), 7,28-7,17 (8H, m, Benzol-m), 5,62-4,48 (6H, m, Xyl-OH), 4,05-3,81 (6H, m, Xyl-OH), 3,81-2,92 (24H, m, Ara-H, H2, H3, H12, H13), –1,48 (2H, br s, W1/2=5Hz, Pyrrol-NH).
Beispiel 16:
5,10,15,20-Tetrakis[3-(β-D-xylopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin (Verbindung 16)
Die Titelverbindung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 9 mit der Ausnahme erhalten, dass 5,10,15,20-Tetrakis[3-(2',3',4'-tri-O-acetyl-β-D-xylopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin anstelle von 5,10,15,20-Tetrakis[4-(2',3',4',6'-tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranosyloxy)phenyl]bacteriochlorin eingesetzt wurde.
¹H-NMR (300 MHz, DMSO-d₆) δ: 7,96 (4H, m, β-Pyrrol), 7,88-7,59 (8H, m, Ar-5'), 7,59-7,23 (8H, m, Ar-6', 1'), 7,23-7,18 (4H, m, Ar-4'), 5,81-4,98 (4H, m, Xyl-OH), 4,05-3,81 (6H, m, Xyl-OH), 3,81-2,80 (24H, m, Ara-H, H2, H3, H12, H13), –1,50 (2H, br s, W1/2=5Hz, Pyrrol-NH).
Die 1 zeigt die Werte der UV-Absorption der Verbindungen 1, 2, 9 und 10 in DMSO bei 20°C. Wie aus 1 klar ersichtlich wird, haben die erfindungsgemäßen Verbindungen einen starken Peak der UV-Absorption bei ungefähr 740 nm. Die Verbindungen 3 bis 8 und 11 bis 16 zeigen ein ähnliches UV-Absorptionsmuster wie das Tetraphenylbacteriochlorin, und sie haben auch einen starken Peak der UV-Absorption bei etwa 740 nm.
Testbeispiel 1: Test der Phototoxizität
Die Verbindungen 1 bis 16 wurden jeweils auf ihre Cytotoxizität durch die Lebensfähigkeit von HeLa-Zellen untersucht, wobei der MTT-Assay (Carmichal, J., W.G. DeGraff A.F. Gazdar, J.D. Minna und J.B. Mitchell, Cancer Res., 1987, 47, 936-942) angewendet wurde. Die HeLa-Zellen (1 × 10⁴ Zellen/Vertiefung) wurden in dem modifizierten Dulbecco-Eagle-Medium (DMEM), enthaltend 10% fötales Rinderserum (FBS) auf einer Platte mit 96 Vertiefungen, in 5% CO₂ bei 37°C über einen Zeitraum von 24 Stunden inkubiert. Nach dem Waschen mit Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung (PBS) wurden die Zellen in DMEM ohne Serum und in Gegenwart der einzelnen Testverbindungen (5 oder 10 μM) zwei Stunden lang inkubiert. Die Zellen wurden mit PBS gewaschen und mit einer 500 W-Halogenlampe, die mit einem Filter zum Abschneiden von Licht mit kürzerer Wellenlänge als 500 nm ausgerüstet war, 8 Minuten lang bestrahlt. Nach 24-stündiger Inkubation wurde die Lebensfähigkeit durch den MTT-Assay gemessen. HeLa-Zellen ohne die Testverbindungen wurden als Kontrolle verwendet. Die 2 zeigt die Ergebnisse der Phototoxizitätstests nach der Bestrahlung. Das Überlebensverhältnis der Zellen wurde nach der folgenden Gleichung errechnet: Überlebensverhältnis der Zellen (%) = (OD540 in Gegenwart der Testverbindung bei Bestrahlung/OD540 in Gegenwart der Testverbindung ohne Bestrahlung) × 100. Ein Überlebensverhältnis der Zellen von 100% bedeutet die Abwesenheit jeglicher Cytotoxizität. Die 2 zeigt eindeutig, dass die Verbindungen 10, 16 oder 14 beim Bestrahlen mit Licht eine Cytotoxizität zeigten.
Technische Verwendbarkeit
Die erfindungsgemäßen Tetraphenylbacteriochlorinderivate und ihre Salze haben einen großen molaren Extinktionskoeffizienten bei langen Wellenlängen, von denen erwartet wird, dass sie hohe Gewebe-durchdringende Eigenschaften haben, und weisen eine hohe Selektivität gegenüber Tumorzellen sowie eine hydrophile Natur auf.
Weiterhin sind die Tetraphenylbacteriochlorinderivate (I) und ihre Salze gemäß der vorliegenden Erfindung als druckempfindliche Beschichtungsmittel geeignet.

Claims

Tetraphenylbacteriochlorinderivat der Formel (I):
worin R', unabhängig von einander, ein Rest von Monosaccharid der Formeln:
ist, worin R ein Wasserstoffatom ist, oder dessen Salz.
Salz des Tetraphenylbacteriochlorinderivats nach Anspruch 1, das ein inneres Komplex-salz mit einem Metall ist.
Zubereitung für einen Photosensibilisator umfassend ein Tetraphenylbacteriochlorinderivat oder dessen Salz wie in Anspruch 1 oder 2 angegeben.
Zubereitung nach Anspruch 3 zur Anwendung bei photodynamischer Therapie.
Verfahren zur Herstellung eines Tetraphenylbacterichlorinderivats der Formel (I):
worin R' ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe oder ein Rest eines Monosaccharids mit den Formeln:
ist, worin R ein Wasserstoffatom oder eine Schutzgruppe ist; oder dessen Salz, umfassend die Schritte: i) Umsetzung von einem Pyrrol mit einem Benzaldehydderivat der Formel (III):
ist, worin R' wie oben definiert ist, in Gegenwart einer Metalverbindung enthaltend ein Metall ausgewählt aus der Gruppe I von Übergangsmetallen des Periodensystems, um ein Tetraphenylporphyrinderivat der Formel (IV):
worin M einen Metall ausgewählt aus der Gruppe I von Übergangsmetallen des Periodensystems bedeutet, und R' wie oben definiert ist, und dessen Salz zu erreichen; ii) Entmetallisierung des resultierenden Tetraphenylporphyrinderivats (IV) und dessen Salz, um einen Tetraporphyrinderivat der Formel (V):
worin R' wie oben definiert ist, und dessen Salz zu erreichen; und iii) Reduktion des Tetraphenylporphyrinderivats der Formel (V) mit einem Reduktionsmittel ausgewählt aus der Gruppe Hydrazon, Semicarban und p-Toluolsylfonylhydrazid, um ein Tetraphenylbacteriochlorinderivat der Formel (I) oder dessen Salz zu erreichen.
Verfahren nach Anspruch 5, worin das aus der Gruppe I von Übergangsmetallen des Periodensystems ausgewählte Metall Zink ist.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, worin das Salz des Tetraphenylbacteriochlorinderivats der Formel (I) ein inneres Komplexsalz mit einem Metall ist.