DE60201890T2

DE60201890T2 - Synthese von beta-lapachone und entsprechender zwischenprodukte

Info

Publication number: DE60201890T2
Application number: DE60201890T
Authority: DE
Inventors: Zhiwei Jiang; Jane Hogeland
Original assignee: Arqule Inc
Current assignee: Arqule Inc
Priority date: 2001-01-25
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2022-01-24
Also published as: DE60201890D1; WO2002059103A9; CA2436125A1; ES2230471T3; CA2436125C; JP4434585B2; ATE282033T1; EP1363896A1; JP2004520378A; EP1363896B1; US6458974B1; AU2002241985B2; US20020137952A1; WO2002059103A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zur Synthese von β-Lapachon (beta-Lapachon) und Lapachol, das β-Lapachon (beta-Lapachon)-Intermediat, welche wichtige Mittel bei der Krebschemotherapie sind, gerichtet.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Über 1,22 Millionen neue Krebsfälle werden in den Vereinigten Staaten im Jahr 2001 alleine diagostiziert werden. Mit über 563.000 Todesfällen jährlich ist Krebs der zweithäufigste Todesgrund nach Herzerkrankungen (UBS Warburg "Disease Dynamics: The Cancer Market", 8. Nov. 2000). Operative Eingriffe und radioaktive Therapie können heilend wirken, wenn die Erkrankung früh gefunden wird, aber die gegenwärtigen Medikamententherapien für metastatische Erkrankungen sind hauptsächlich lindernd und bieten selten eine Langzeitheilung an. Auch mit den neuen Chemotherapeutika, die in den Markt eintreten, wird die Verbesserung des Überlebens der Patienten eher in Monaten als in Jahren gemessen, und es gibt einen kontinuierlichen Bedarf für Medikamente, die effektiv sowohl in Kombination mit existierenden Mitteln als Therapie in erster Linie und als Therapien in zweiter und dritter Linie bei der Behandlung von resistenten Tumoren wirksam sind.
Als einzelnes Mittel wurde für β-Lapachon gezeigt, daß es signifikante antineoplastische Wirksamkeit gegen humane Krebszellinien in Konzentrationen aufzeigt, die typisch im Bereich von 1–10 μM (IC₅₀) liegen. Eine Cytotoxizität wurde in transformierten Zellinien gezeigt, die von Patienten mit promyelozytischen Leukämie- (Planchon et al., Cancer Res., 55 (1996) 3706), Prostata- (Li, C. J. et al., Cancer Res., 55 (1995) 3712), bösartigen Gliom- (Weller, M. et al., Int. J. Cancer, 73 (1977) 707), Hepatoma- (Lai, C. C. et al., Histol. Histopathol. 13 (1988) 8), Dickdarm- (Huang, L. et al, Mol. Med., 5 (1999) 711), Brust- (Wuertzberger, S. M. et al., Cancer Res., 58 (1998) 1876), Eierstock- (Li, C. J. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96(23) (1999) 13369–74), Pankreas- (Li, Y: et al., Mol. Med., 6 (2000) 1008; Li, Y. Z., Mol. Med., 5 (1999) 232) und multiplen Myeloma-Zellinien, einschließlich medikamentenresistenten Linien (Li, Y., Mol. Med., 6 (2000) 1008), stammen. Keine zytotoxischen Wirkungen wurden auf normalen frischen oder proliferierenden humanen PBMC beobachtet (Li, Y., Mol. Med., 6 (2000.) 1008).
Es wurde gezeigt, daß β-Lapachon ein DNA-Reparaturinhibitor ist, der Zellen gegenüber DNA-beschädigenden Mitteln, einschließlich Strahlung (Boothman, D. A. et al., Cancer Res., 47 (1987) 5361; Boorstein, R. J. et al., Biochem. Biophys. Commun., 117 (1983) 30), sensitiv macht. Es wurde ebenso gezeigt, daß β-Lapachon die DNA-Replikation zerstört, was Verzögerungen im Zellzyklus in der G1- und/oder S-Phase verursacht, was entweder apoptotischen oder nekrotischen Zelltod in einer breiten Vielzahl von humanen Karzinomazellinien oder DNA-Schaden und unabhängig vom p53-Status (Li, Y. Z. et al. (1999); Huang, L. et al.) induziert. Topoisomerase I ist ein Enzym, das die DNA entwickelt, die die Chromosomen bildet. Die Chromosomen müssen entwickelt werden, damit die Zelle die genetische Information verwenden kann, um Proteine zu synthetisieren; β-Lapachon beläßt die Chromosomen eng verschlungen, so daß die Zelle keine Proteine herstellen kann. Als ein Ergebnis hört die Zelle auf zu wachsen. Da Krebszellen konstant replizieren und viele Mechanismen umgehen, die die Replikation in normalen Zellen begrenzen, sind sie gegenüber einer Topoisomeraseinhibierung mehr verwundbar als normale Zellen.
β-Lapachon (3,4-Dihydro-2,2-dimethyl-2H-naphto[1,2-b]pyran-5,6-dion), ein Chinon, ist von Lapachel (einem Naphthochinon) abgeleitet, welches aus dem Lapachobaum (Tabebuia avellanedae) isoliert werden kann, einem Mitglied der Catalpa-Familie (Bignoniaceae). Lapachol und β-Lapachon haben die folgenden chemischen Strukturen:
Es ist jedoch sowohl schwierig als auch zeitraubend, die erforderlichen großen Mengen β-Lapachon natürlich aus dem Lapachobaum zu erhalten. Auch wenn der Lapachobaum nicht annähernd so selten ist wie die Pazifische Eibe, aus welcher Paclitaxel (Taxol^®) abgeleitet ist,
kann das Sicherstellen einer ausreichenden Qualität und eines ausreichenden Nachschubs an β-Lapachon aus natürlichen Quellen problematisch sein. Viele Verfahren sind im Stand der Technik zur Synthse von β-Lapachon bekannt. Zwei verwandte bekannte Verfahren zum Herstellen von Lapachol, einem Intermediat, aus welchem β-Lapachon synthetisiert werden kann, sind in Schema 1 illustriert.
Verfahren (1) ist beschrieben in Schaffner-Sabba, K. et al., β-Lapachone: Synthesis of Derivatives and Activities in Tumor Models, J. Med. Chem., 27 (1984) 990–994 und als das Kaliumsalzverfahren bekannt. Verfahren (2) ist beschrieben in Sun, J. S. et al., A Preparative Synthesis of Lapachol and Related Naphthoquinones, Tetrahedron Letters, 39 (1998) 8221–8224) und ist als das Lithiumsalzverfahren bekannt. Beide dieser Verfahren erfordern die Bildung eines Metallsalzes. Amaral, A. et al. in The Total Synthesis of β-lapachone, J. Heterocyclic Chem., 29 (1992) 1457–1460 beschreibt die Synthese von β-Lapachon α-Naphthol in acht Schritten und resultiert in einer Gesamtausbeute von nur 23%. Zusätzlich ist in US-Patent Nr. 5,763,625 Lapachol das erste Mal in 3-Bromlapachon umgewandelt, welches dann in einer Zweischrittabfolge in 3-Hydroxy-β-lapachon umgewandelt wird.
Diese bekannten Verfahren stellen jedoch typischerweise das Produkt in niedriger Ausbeute zur Verfügung, erfordern langwierige Verfahren oder die Verwendung von explosiven Chemikalien in der Synthese. Dementsprechend gibt es einen Bedarf für ein Verfahren zum Synthetisieren von β-Lapachon und dessen Derivaten, welches sicher und einfach ist und welches β-Lapachon und dessen Intermediate, Analoga und Derivate in hoher Ausbeute und exzellenter Qualität produziert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist allgemein auf ein Verfahren zur Synthese von β-Lapachon und dessen Intermediat, Lapachol, gerichtet. Insbesondere ist die Erfindung auf ein Verfahren zur Synthese von β-Lapachon und dessen Intermediaten, Derivaten und Analoga durch ein sicheres und einfaches Verfahren gerichtet, welches β-Lapachon in hoher Ausbeute und hoher Qualität produziert.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung lehrt ein neues Verfahren für die Synthese von dem β-Lapachon-Intermediat, Lapachol. Lapachol wird dann quantitativ in β-Lapachon umgewandelt und aufgereinigt. Anders als die bekannten Verfahren, in welchen ein Metall(Lithium oder Kalium)-Salz von 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon in situ durch die Hinzufügung von Lithiumhydrid oder separat durch die Hinzufügung von Kaliumhydroxid zu der Chinonlösung als ersten Schritt und dann durch das Umsetzen des Metallsalzes mit einer Bromidverbindung, um Lapachol zu bilden, präpariert wurde, eliminiert das Verfahren der vorliegenden Erfindung diesen ersten Schritt und beginnt direkt mit 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon und dessen Umsetzung mit 1-Brom-3-methyl-2-buten in der Gegenwart von Natriumiodid und einer schwachen Base, so wie Triethylamin, Pyridin, Trimethylamin, N,N-Diisopropylethylamin, 2,6-Luditin, vorzugsweise Triethylamin oder Pyridin, am meisten bevorzugt Triethylamin, um Lapachol zu bilden, ein β-Lapachon-Intermediat, aus welchem β-Lapachon anschließend synthetisiert wird.
Die obige Beschreibung führt die wichtigeren Eigenschaften der vorliegenden Erfindung eher breit aus, so daß die detaillierte Beschreibung davon, welche folgt, verstanden werden kann, und dient dem Zweck, daß die vorliegenen Beiträge zum Stand der Technik besser anerkannt werden können. Andere Aufgaben und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich werden, in Erwägung gezogen gemeinsam mit der begleitenden Zeichnung. Es sollte jedoch verstanden werden, daß die Zeichnung lediglich zum Zweck der Illustration entworfen wurde und nicht als eine Definition der Grenzen der Erfindung dient, wofür lediglich Bezug auf die angehängten Ansprüche genommen werden sollte.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist ein schematisches Diagramm, das die synthetischen Verfahren der vorliegenden Erfindung für die Herstellung von Lapachol allgemein darstellt;
2 ist ein schematisches Diagramm, das die synthetischen Verfahren der vorliegenden Erfindung für die Herstellung von β-Lapachon allgemein darstellt;
3 ist ein HPLC-Chromatogramm von 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon (96,56%) bei 252 nm;
3B ist ein HPLC-Chromatogramm von Lapachol (100%) bei 252 nm, hergestellt in Übereinstimmung mit der Synthese der vorliegenden Erfindung;
3C ist ein HPLC-Chromatogramm einer Lapachol-Probe mit 1% 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon (Ausgangsmaterial, 0,96%; zweiter Verunreinigungspeak, 0,55%; Lapachol-Peak, 98,49%);
3D ist ein HPLC-Chromatogramm bei 258 nm von β-Lapachon (99,36 β-Lapachon, 0,17 unbekannter Peak, 0,47% Lapachol); und
3E ist ein HPLC-Chromatogramm bei 258 nm einer β-Lapachon-Probe mit 1% Lapachol (98,70, β-Lapachon, 0,37% unbekanntes Material, 0,93% Lapachol).
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
β-Lapachon, ebenso wie dessen Intermediate, Derivate und Analoga (auf die hierin ebenso als "aktive Verbindungen" Bezug genommen wird), sind in Li, C. J. et al., J. Biol. Chem., 1993 beschrieben. Anders als β-Lapachon-Synthesen des bisherigen Standes der Technik, die in Schema 1 illustriert sind, beginnt die Synthese von β-Lapachon, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung und allgemein in Schema 2 illustriert, mit der Umsetzung von 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon mit 1-Brom-3-methyl-2-buten in der Gegenwart von Natriumiodid und Triethylamin (einer schwachen Base) in Dimethylsulfoxid (DMSO), um Lapachol in bis zu 40 Ausbeute nach der Aufreinigung zu produzieren (20 g, bis zu 40% Gesamtausbeute). Lapachol wird dann quantitativ zu β-Lapachon durch die Behandlung mit Schwefelsäure umgewandelt. Das β-Lapachon wird durch Umkristallisation aus Ethanol aufgereinigt.
Schema 2
Jegliche Verunreinigungen, die durch Dünnschichtchromatographie (TLC), kernmagnetische Resonanzspektroskopie (NMR) oder HPLC (Hochdruckflüssigchromatographie) detektiert werden, können durch die Hinzufügung von wiederholten Kristallisationsschritten entfernt werden.
Bezugnehmend auf 1 und diskutiert in genauerem Detail in dem Beispielabschnitt hierunter, beginnt das synthetische Verfahren zum Herstellen des β-Lapachon-Intermediats, Lapachol, mit der Herstellung einer Umsetzungsmischung, zusammengesetzt aus 2-Hydroxyl-1,4-naphthochinon, 1-Brom-3-methyl-2-buten, 1 Triethylamin (TEA) und Dimethylsulfoxid (DMSO). Diese Umsetzungsmischung wird zunächst bei Raumtemperatur unter einer Edelgasatmosphäre für etwa eine Stunde gerührt. Die Umsetzungsmischung wird dann erhitzt und anschließend abgekühlt, um die Umsetzung zu stoppen. Die Mischung wird dann dreimal mit CH₂Cl₂ extrahiert (z. B. 500 ml, 300 ml, 200 ml), und die organischen Phasen werden gepoolt und anschließend mit Wasser gewaschen, gefolgt durch zwei Waschungen mit 5% Natriumbicarbonat (NaHCO₃) und einer Waschung mit 1% Natriumchlorid (NaCl). Die organische Phase wird dann mit Natriumsulfat (Na₂SO₄) getrocknet und das Filtrat wird nach der Filtration durch Rotovap verdampft. Der Rückstand wird dann in Toluol aufgelöst, in einem Wasserbad bei 50°C erhitzt, und jegliches unlösliches Material wird abfiltriert. Die resultierende Toluollösung wird dann dreimal mit 2 N NaOH (z. B. 800 ml, 300 ml, 200 ml) extrahiert. Die resultierende kombinierte wäßrige Phase wird dann mit 220 ml konzentrierter Chlorwasserstoffsäure (HCl) neutralisiert, und die Mischung wird dreimal mit Toluol (z. B. 500 ml, 300 ml, 300 ml) extrahiert. Die organischen Phasen werden dann gepoolt, und jegliche (schwarze) Feststoffe, die in der organischen Phase existieren, werden durch Filtration entfernt. Wenn die kombinierten organischen Phasen gefiltert worden sind, werden sie anschließend mit 1 NaCl, 5% wäßrigem Natriumbicarbonat und 1% wäßrigem Natriumchlorid gewaschen, die resultierende organische Phase wird dann mit Natriumsulfat getrocknet und das resultierende Filtrat wird durch Rotovap zur Trockne eingedampft, gefolgt durch die Hinzufügung von Isopropanol zur Co-Verdampfung, um vollständig rückständiges Toluol zu entfernen. Der Rückstand wird dann in Isopropanol gelöst, erhitzt und dann gekühlt. Reines Lapachol wird nach dem Filtern, Waschen mit kaltem Isopropanol und Trocknen unter Vakuum erhalten.
Bezug nehmend auf 2 und diskutiert in größerem Detail in dem Beispielabschnitt hierunter, beginnt die Synthese von β-Lapachon aus Lapachol mit der Herstellung einer Umsetzungsmischung, die aus reinem Lapachol (30 g) in 300 ml Schwefelsäure zusammengesetzt ist. Die Umsetzungsmischung wird bei Raumtemperatur 30 Minuten lang gerührt und in Eiswasser unter manuellem Rühren gegossen. Die Mischung wird dann zweimal mit Toluol (z. B. 600 ml und 400 ml) extrahiert, um eine kombinierte organische Phase zur Verfügung zu stellen, welche dann anschließend mit 800 ml 1%igem NaCl, 400 ml 1% NaHCO₃ und 800 ml NaCl gewaschen wird. Die resultierende organische Phase wird dann mit 50 g Na₂SO₄ getrocknet, und der Feststoff wird abfiltriert. Toluol in dem verbleibenden Filtrat wird dann durch Rotovap verdampft und folgend auf die Hinzufügung von Ethanol co-verdampft, um vollständig rückständiges Toluol zu entfernen. Der Rückstand wird dann in entweder 75 Ethanol oder absolutem Ethanol, vorzugsweise absolutem Ethanol, gelöst, auf 80°C in einem Wasserbad erhitzt und dann filtriert und auf 4°C abgekühlt. Reines β-Lapachon wird dann durch Filtration isoliert und mit kaltem 75%igem Ethanol (4°C, 100 ml) gewaschen, unter Vakuum getrocknet, unter einer Argonatmosphäre gepackt und bei –20°C im Dunkeln gelagert.
Die Erfindung wird weiterhin unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele definiert. Es wird dem Fachmann offensichtlich sein, daß viele Modifikationen sowohl an den Materialien als auch an den Verfahren ausgeführt werden können, ohne dabei vom Zweck und Sinn der Erfindung abzuweichen.
BEISPIELE
1. Präparative Synthese von Lapachol
In eine getrocknete 2000 ml-Rundbodenflasche wurden 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon (69,7 g, 0,40 mol), 1-Brom-3-methyl-2-buten (66 g, 0,44 mol), Natriumiodid (60 g, 0,4 mol), Triethylamin (58,55 ml, 0,42 mol) und Dimethylsulfoxid (DMSO), 500 ml, hinzugegeben. Die Mischung wurde bei Raumtemperatur unter einer Argonatmosphäre 1 Stunde lang kräftig gerührt, dann mit einem Heizmantel auf 45°C erhitzt. Nach 3–6 Stunden bei 45°C unter kräftigem Rühren wurde die Mischung in einem Eisbad abgekühlt und 800 ml Wasser wurden hinzugefügt, um die Umsetzung zu beenden. Die Mischung wird dann in einen 2000 ml-Trenntrichter transferiert und dreimal mit Methylenchlorid (500 ml, 300 ml und 200 ml) extrahiert. Die organischen Phasen wurden gepoolt und anschließend mit Wasser (800 ml), 5%igem wäßrigen Natriumbicarbonat (2 × 800 ml)* und 1 wäßrigem Natriumchlorid (800 ml) gewaschen, dann mit Natriumsulfat (50 g) getrocknet. Nach der Filtration wurde das Filtrat zur Trockne durch Rotovap eingedampft. Der Rückstand wurde in Toluol (1000 ml) unter Erhitzen in einem 50°C Wasserbad gelöst, und jegliches unlösliche Material, das existierte, wurde abfiltriert. Die warme Toluollösung wurde dann dreimal mit frisch hergestellter, warmer 2H-Natriumhydroxid-Lösung (800 ml, 300 ml und 200 ml) gewaschen. Die wäßrigen Phasen wurden gepoolt und durch die Hinzufügung von Chlorwasserstoffsäure (220 ml) unter gründlichem manuellem Rühren neutralisiert, dann dreimal mit Toluol (500 ml, 300 ml und 300 ml) extrahiert. Die organischen Phasen wurden gepoolt, und jeglicher schwarzer Feststoff, der in den organischen Phasen existierte, wurde durch Filtration entfernt. Die kombinierten organischen Phasen wurden anschließend mit 1% wäßrigem Natriumchlorid (800 ml), 5% wäßrigem Natriumbicarbonat (500 ml) und 1% wäßrigem Natriumchlorid (800 ml) gewaschen und dann mit Natriumsulfat (50 g) getrocknet. Nach der Filtration wurde das Filtrat zur Trockne durch Rotovap eingedampft, dann wurde Isopropanol (300 ml) zur Co-Verdampfung hinzugefügt, um rückständiges Toluol vollständig zu entfernen. Der Rückstand wurde in Isopropanol (300 ml) unter Erhitzen in einem 80°C Wasserbad gelöst und wurde dann langsam auf 4°C abgekühlt. Reines Lapachol wurde nach dem Filtern, Waschen mit kaltem Isopropanol (4°C, 50–100 ml) und Trocknen unter Vakuum erhalten.
Während der 5% wäßrigen Natriumbicarbonat-Extraktionen erschienen signifikante Mengen Präzipitat (2-Hydroxy-1,4-naphthochinon) zwischen wäßriger Phase und organischer Phase. Das Präzipitat gemeinsam mit der organischen Phase wurde aus der wäßrigen Phase für die erste Extraktion getrennt, aber das Präzipitat wurde von sowohl der wäßrigen als auch von der organischen Phase für die zweite Extraktion abgetrennt und wurde in einen 500 ml-Trenntrichter transferiert; 5% wäßriges Natriumbicarbonat (150 ml) und Methylenchlorid (150 ml) wurden in den 50 ml-Trenntrichter hinzugefügt. Nach dem Schütteln wurde die organische Phase abgetrennt und mit den hauptorganischen Phasen vor der Extraktion mit 1%igem Natriumchlorid gepoolt.
2. Präparative Synthese von β-Lapachon
In einen 1000 ml-Becher, der Schwefelsäure (300 ml) enthielt, wurde portionsweise langsam über 5 Minuten bei Raumtemperatur Lapachol (30 g, 0,124 mol) hinzugefügt, während kräftig gerührt wurde. Nach der Hinzufügung wurde die dunkle Mischung für weitere 30 min gerührt und dann in Eiswasser (800 g) bei manuellem Rühren in einen 2000 ml-Becher gegossen. Die Mischung wurde dann in einen 2000 ml-Trenntrichter transferiert und zweimal mit Toluol (600 ml und 400 ml) extrahiert. Die Toluolphasen wurden gepoolt und nacheinander mit 1 wäßrigem Natriumchlorid (800 ml), 1% wäßrigem Natriumbicarbonat (400 ml) und 1% wäßrigem Natriumchlorid (800 ml) gewaschen und dann mit Natriumsulfat (50 g) getrocknet. Nach der Filtration wurde das Filtrat zur Trockne durch Rotovap eingedampft, und dann wurde Ethanol (300 ml) zur Co-Verdampfung hinzugefügt, um rückständiges Toluol vollständig zu entfernen. Der Rückstand wurde in 75% Ethanol oder absolutem Ethanol, vorzugsweise absolutem Ethanol (Ethanol/Wasser, 3 : 1, 300 ml), unter Erhitzen in einem 80°C Wasserbad gelöst, wurde dann filtriert und auf 4°C langsam abgekühlt. Reines β-Lapachon wurde durch Filtration isoliert, dann mit kaltem 75%igem Ethanol (4°C, 100 ml) gewaschen und unter Vakuum getrocknet, unter Argonatmosphäre verpackt und bei –20°C im Dunkeln gelagert.
3. Analyse von Lapachol und β-Lapachon
Routinemäßige Verfahren wurden zur Schmelzpunktmessung, HPLC-Analyse und NMR-Analyse verwendet. Schmelzpunkt- und NMR-Daten, die in der Literatur berichtet sind, wurden zum Vergleich mit den erhaltenen Daten (siehe Tabellen 2 und 3 hierunter) verwendet. Zur HPLC-Analyse wurde ein linearer Gradient von 25% bis 75% Puffer (Methanol/Acetonitril/0,1 Phosphorsäure (25 : 55 : 20)) in 10 min bei einer Flußrate von 1 ml/min angesetzt, und die Probe wurde durch Lösen von Lapachol oder β-Lapachon in Methanol in einer Konzentration von 2 mg/ml und dann durch Verdünnen in Methanol/Acetonitril/0,1% Phosphorsäure (25 : 20 : 55) auf 10 μg/ml für 10 bis 100 μl Injektionen präpariert. Methanol war Fisher Scientific Kat.# A452-4. Acetonitril war Fisher Scientific Kat.# A998sk-4. Phosphorsäure war Baker Kat.# 0260-03. Die verwendete HPLC-Säule war eine Nova-Pak C18 (5 Mikron), 3,9 × 150 mm (Waters Part Nr. WAT086344), und das HPLC-System, das verwendet wurde, war ein Beckman 126N Solvent Module/168NM-Detektor/System Gold.
Bei der Lapacholsynthese wurde eine schwache organische Base, Triethylamin (TEA), verwendet (Pyridin kann ebenso verwendet werden), anstelle von starken anorganischen Basen, so wie Natriumhydroxid oder Lithiumhydroxid, wie sie bei Lapacholsynthesen im Stand der Technik verwendet wurden, um die Säure aufzufangen, die durch die Umsetzung zwischen dem Chinon und der Bromidverbindung gebildet wird (siehe Schaffner-Sabba, K. et al., β-Lapachone: Synthesis of Derivates and Activities in Tumor Models, J. Med. Chem., 27, (1984) 990–994; Sun, J. S. et al., A Preparative Synthesis of Lapachol and Related Naphthoquinones, Tetrahedron Letters, 39 (1998) 8221–8224).
Beobachtungen zeigten, daß die Verwendung einer schwachen organischen Base die Verfahren vereinfachte und die Ausbeute erhöhte (siehe Schema 1 oben und Tabelle 1 hierunter) und somit die Produktionskosten verringerte.
Der zweite Schritt der Synthese, die Umwandlung des Lapachols zu β-Lapachon, war, wie gezeigt wurde, relativ einfach und resultierte in hohen Ausbeuten (über 90%). Die analytischen Daten, die in Tabelle 2 gezeigt sind (Schmelzpunktdaten für Lapachol und β-Lapachon), und Tabelle 3 (NMR-Daten für β-Lapachon) bestätigen die Identität der synthetisierten Verbindungen. HPLC-Analyse der Ausgangsmaterials (2-Hydroxy-1,4-naphthochinon), Lapachol und β-Lapachon, hergestellt in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Verfahren, ergab, daß es über 99% rein war. Siehe 3A–3E.
Tabelle 1: Lapachol-Ausbeuten mit unterschiedlichen Syntheseverfahren
Tabelle 2: Schmelzpunktdaten für Lapachol und β-Lapachon
Tabelle 3: NMR-Daten für β-Lapachon

Claims

Ein Verfahren für die Synthese von β-Lapachon, umfassend die Schritte: a. Behandeln von 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon mit 1-Brom-3-methyl-2-buten in der Gegenwart von Natriumiodid, Dimethylsulfoxid und einer schwachen Base, um ein Lapachol zu bilden; b. Umsetzen des Lapachols mit Schwefelsäure, um β-Lapachon zur Verfügung zu stellen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die schwache Base ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Triethylamin, Pyridin, Trimethylamin, N,N-Diisopropylethylamin oder 2,6-Lutidin.
Das Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die schwache Base Triethylamin ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend den Schritt des Aufreinigens des β-Lapachons durch Umkristallisation mit Ethanol.
Das Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Umkristallistation wiederholt werden kann, um die Reinheit des β-Lapachons zu erhöhen.
Ein Verfahren für die Synthese von Lapachol, umfassend den Schritt des Umsetzens von 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon mit 1-Brom-3-methyl-2-buten in der Gegenwart von Natriumiodid, Dimethylsulfoxid und einer schwachen Base.
Das Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei die schwache Base ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Triethylamin oder Pyridin.
Das Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei die schwache Base Triethylamin ist.
Ein Verfahren für die Synthese von β-Lapachon, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: a. Synthetisieren von Lapachol gemäß dem Verfahren nach Anspruch 6; b. Umwandeln des Lapachols in ein β-Lapachon-Produkt durch Umsetzen des Lapachols mit Schwefelsäure; und c. Aufreinigen des β-Lapachon-Produkts über die Umkristallisation.
Das Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die schwache Base ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Triethylamin oder Pyridin.
Das Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei die schwache Base Triethylamin ist.
Ein Verfahren für die Synthese von β-Lapachon, umfassend die Schritte: a. Synthetisieren eines β-Lapachon-Intermediats mit der Struktur:
durch Umsetzen von 2-Hydroxy-1,4-naphthochinon mit der Struktur:
mit 1-Brom-3-methyl-2-buten in der Gegenwart von Natriumiodid, Dimethylsulfoxid und Triethylamin; b. Umwandeln des β-Lapachon-Intermediats in β-Lapachon durch Umsetzen des β-Lapachon-Intermediats mit Schwefelsäure; und c. Auf reinigen des β-Lapachons durch Auskristallisation in Ethanol und Trocknen unter Vakuum.
Ein Verfahren für die Synthese von β-Lapachon, umfassend den Schritt des Umsetzens des Lapachols mit Schwefelsäure.