DE69820267T2

DE69820267T2 - Cyclopentenonderivate

Info

Publication number: DE69820267T2
Application number: DE69820267T
Authority: DE
Inventors: Eiji Otsu-shi KOBAYASHI; Nobuto Otsu-shi KOYAMA; Ikunoshin Otsu-shi KATO; Kaoru Ikeda-shi INAMI; Tetsuo Toyonaka-shi SHIBA
Original assignee: Takara Bio Inc
Current assignee: Takara Bio Inc
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2018-06-06
Also published as: KR20010014283A; EA002354B1; CN1261342A; WO1999000349A1; JP3639601B2; AU739505B2; DE69820267D1; ATE255554T1; US6111145A; CA2287282A1; EP1000923A1; EP1000923A4; ES2209139T3; EP1000923B1; CN1129569C; AU7551698A; KR100547582B1; EA200000082A1; TW555744B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Cyclopentenonderivat, das im Bereich pharmazeutischer Wirkstoffe, die eine physiologische Aktivität wie eine Antikrebswirkung haben, nützlich ist, und betrifft auch ein Verfahren für die Herstellung der Verbindungen.
Stand der Technik
Pharmazeutische Wirkstoffe, die in der klinischen Therapie verwendet wurden, umfassen viele Wirkstoffe, wie Antikrebswirkstoffe, antibiotische Substanzen, Immunpotentiatoren, Immunmodulatoren usw. (wie Alkylierungsmittel, Antimetaboliten und Pflanzenalkaloide), aber es kann kaum gesagt werden, dass eine solche Arzneimitteltherapie schon vollständig etabliert wäre.
Unter diesen Wirkstoffen wurde über Prostaglandin A und J, mit einem α,β-ungesättigten Carbonyl in einem fünfgliedrigen Ring unter den aus Naturstoffen gewonnenen Prostaglandinen berichtet, dass sie eine Möglichkeit zur Verwendung als in hohem Maße sichere Antikrebswirkstoffe aufweisen, bedingt durch ihre Inhibierung der DNA-Synthese, und es wurden verschiedene Derivate davon synthetisiert (siehe die japanische Offenlegungsschrift Sho-62/96438).
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, das Cyclopentenonderivat zu entwickeln, das eine physiologische Wirkung wie eine Antikrebswirkung usw. aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen und pharmazeutischer Wirkstoffe, die diese Verbindungen enthalten, bereitzustellen.
Mittel zum Lösen der Probleme
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eine intensive Studie zur Lösung dieser Aufgabe durchgeführt und gefunden, dass das von der Formel [II] dargestellte Cyclopentenonderivat durch die Reaktion von 4,5-Dihydroxy-2-cyclopentenon-1-on (nachfolgend einfach als „Cyclopentenon" bezeichnet), das durch die Formel [III] dargestellt ist, mit Alkohol und/oder einem reaktiven Derivat davon gebildet wird, und dass das Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung verschiedene starke physiologische Wirkungen aufweist, wie Zellwachstum inhibierende Wirkung bei Krebszellen usw., wodurch die vorliegende Erfindung erreicht wurde.
Die vorliegende Erfindung wird wie folgt zusammengefasst. Auf diese Weise betrifft das erste Merkmal der vorliegenden Erfindung ein durch die folgende Formel [I] dargestelltes Cyclopentenonderivat oder eine optisch aktive Substanz oder ein Salz davon:
worin R₁ und R₂ gleich oder unterschiedlich sind und jedes von ihnen eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe, geradkettige oder verzweigte Alkenylgruppe, aromatische Gruppe, aromatisch-aliphatische Gruppe oder H ist,
unter der Bedingung, dass die Fälle ausgeschlossen sind, wo R₁ = R₂ = H, R₁ = R₂ = Benzylgruppe, R₁ = Benzylgruppe und R₂ = H, R₁ = H und R₂ = Benzylgruppe, R₁ = Methylgruppe oder Ethylgruppe und R₂ = H, oder R₁ = H und R₂ = Methylgruppe oder t-Butylgruppe.
Das zweite Merkmal der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines durch die obige Formel [I] dargestellten Cyclopentenonderivates, dadurch gekennzeichnet, dass 4,5-Dihydroxy-2-cyclopenten-1-on dargestellt durch die folgende Formel [III] und/oder ein optisch aktives Derivat davon mit Alkohol und/oder einem reaktiven Derivat davon entsprechend R₁ und R₂ des Cyclopentenonderivates entweder gleichzeitig oder nacheinander umgesetzt werden/wird:
Das dritte Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein pharmazeutischer Wirkstoff, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er mindestens eine Verbindung ausgewählt aus dem Cyclopentenonderivat, einer optisch aktiven Substanz oder einem Salz davon mit dem ersten Merkmal der vorliegenden Erfindung als eine wirksame Komponente enthält. Bevorzugt ist der pharmakologische Wirkstoff ein Antikrebswirkstoff oder Apoptosis induzierender Wirkstoff.
Das vierte Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Cyclopentenonderivates dargestellt durch die folgende Formel [II] zur Herstellung eines Antikrebswirkstoffes oder eines Apoptosis induzierenden Wirkstoffes:
worin R₃ und R₄ gleich oder unterschiedlich sind und jedes von Ihnen eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe, geradkettige oder verzweigte Alkenylgruppe, aromatische Gruppe, aromatisch-aliphatische Gruppe oder H ist, unter der Bedingung, dass der Fall ausgeschlossen ist, wo R₃ = R₄ = H.
Kurze Erläuterung der Zeichnungen
1 zeigt ein ¹H-NMR-Spektrum von 4-Benzylcyclopentenonether.
2 zeigt ein ¹H-NMR-Spektrum von 5-Benzylcyclopentenonether.
3 zeigt ein ¹H-NMR-Spektrum von 4,5-Dibenzylcyclopentenonether.
4 zeigt ein ¹H-NMR-Spektrum von 4-tert-Butylcyclopentenonether.
5 zeigt ein ¹H-NMR-Spektrum von 5-tert-Butylcyclopentenonether.
6 zeigt ein ¹H-NMR-Spektrum von 4,5-di-tert-Butylcyclopentenonether.
7 zeigt ein CD eines p-Dimethylaminobenzoylderivates von (–)-Cyclopentenon und eine Stereostruktur von (–)-Cyclopentenon.
8 zeigt ein CD eines p-Dimethylaminobenzoylderivates von (+)-Cyclopentenon und eine Stereostruktur von (+)-Cyclopentenon.
9 zeigt ein Verhältnis zwischen der Menge von 4-tert-Butylcyclopentenonether oder 4,5-di-tert-Butylcyclopentenonether und die ansteigende Rate der am Fuß gebildeten (pedalen) Ödeme.
Ausführungsformen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird nun nachfolgend spezifisch erläutert.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete, durch die Formel [III] dargestellte Cyclopentenon umfasst beide Isomere, wo die Konfigurationen von Hydroxylgruppen an den 4- und 5-Positionen cis und trans sind. In der vorliegenden Erfindung kann irgendeines von cis-Cyclopentenon, trans-Cyclopentenon und eine Mischung von cis- und trans-Cyclopentenon verwendet werden. Es ist auch möglich, optisch aktive Substanzen davon zu verwenden.
Cis-Cyclopentenon kann durch eine chemische Synthese hergestellt werden [Helvetica Chimica Acta, Band 55, Seiten 2838–2844, (1972)]. Trans-Cyclopentenon kann entweder durch eine chemische Synthese hergestellt werden [Carbohydrate Res., Band 247, Seiten 217–222 (1993)] oder durch Erhitzen von Uronsäure wie Glucuronsäure, Uronsäurederivat wie Glucuronlacton usw. (siehe PCT/JP97-03052). Bei der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, ein erhitztes Produkt oder teilweise gereinigtes Produkt oder gereinigtes Produkt davon zu verwenden.
Wenn beispielsweise D-Glucuronsäure als Uronsäure verwendet wird und ihre 1%ige Lösung bei 121°C vier Stunden lang erhitzt wird, wird das Cyclopentenon in der wärmebehandelten Substanz erzeugt. Das Cyclopentenon in dieser wärmebehandelten Substanz wird mit einem Lösemittel extrahiert und der Extrakt aufkonzentriert. Dann wird dieser aufkonzentrierte Extrakt mittels einer Silicagelsäulenchromatographie aufgetrennt, die eluierte Cyclopentenonfraktion wird aufkonzentriert, das Cyclopentenon mit Chloroform aus dem Konzentrat extrahiert und der Extrakt des Konzentrates einer Normalphasensäulenchromatographie unterzogen, worauf das Cyclopentenon in der wärmebehandelten Substanz isoliert wird.
Die physikalischen Eigenschaften des Cyclopentenons werden nachfolgend angegeben. Im Übrigen wurde eine massenspektrometrische Analyse des Cyclopentenons unter Verwendung eines Massenspektrometers DX302 (hergestellt von Nippon Denshi) durchgeführt. Ferner wurde eine Messung einer NMR unter Verwendung von schwerem Chloroform als Lösemittel durch JNM-A-500 (hergestellt von Nippon Denshi) durchgeführt. Die spezifische Drehung wurde mit einem Polarimeter DIP-370 (hergestellt von Nippon Bunko) gemessen; das Ultraviolettabsorptionsspektrum wurde mit einem Spektrophotometer UV-2500 (hergestellt von Shimadzu) gemessen; und das Infrarotabsorptionsspektrum (IR) wurde mit einem Infrarotspektrophotometer FTIR-8000 (hergestellt von Shimadzu) gemessen.
MS m/z 115 [M + H]⁺
¹H-NMR (CDCl₃): δ 4,20 (1H, d, J = 2,4 Hz, 5-H), 4,83 (1H, m, 4-H), 6,30 (1H, dd, J = 1,2, 6,1 Hz, 2-H), 7,48 (1H, dd, J = 2,1, 6,1 Hz, 3-H).
Im Übrigen wurde der chemische Verschiebungswert des ¹H-NMR auf der Basis angegeben, dass der chemische Verschiebungswert von CHCl₃ 7,26 ppm beträgt.
Optische Drehung: [α]_D ²⁰ 0° (c 1,3, Wasser)
UV: λ_max 215 nm (Wasser)
IR (KBr-Methode): Es wurden Absorptionen bei 3400, 1715, 1630, 1115, 1060, 1025 cm^–1 beobachtet.
Wenn das isolierte Cyclopentenon einer optischen Aufspaltung unterzogen wird, werden (–)-4,5-Dihydroxy-2-cyclopenten-1-on und (+)-4,5-Dihydroxy-2-cyclopenten-1-on erhalten. Es versteht sich von selbst, dass das nach einem synthetischen Verfahren erhaltene Cyclopentenon ebenso einer optischen Aufspaltung unterzogen werden kann.
Zum Beispiel wird das Cyclopentenon in Ethanol aufgelöst. Zu dieser ethanolischen Lösung wird ferner Hexan/Ethanol (94/6) hinzugegeben, um eine Cyclopentenonlösung herzustellen. Das Cyclopentenon kann optisch aufgespalten werden, wenn diese Probenlösung einer HPLC unterzogen wird, wobei beispielsweise ein Chiral Pack AG (hergestellt von Daicel Chemical Industries) unter solch einer Bedingung verwendet wird, dass die Säulentemperatur 40°C beträgt und die mobile Phase Hexan/Ethanol (94/6) ist.
Die optische Drehung des optisch aufgespalteten (–)-trans-4,5-Dihydroxy-2-cyclopenten-1-on [nachfolgend als (–)-Cyclopentenon bezeichnet] beträgt [α]_D ²⁰-105° (c 0,30, Ethanol), während die des optisch aufgespalteten (+)-trans-4,5-Dihydroxy-2-cyclopenten-1-on [nachfolgend als (+)-Cyclopentenon bezeichnet] [α]_D ²⁰-104° (c 0,53, Ethanol) beträgt. Im Übrigen wurde die optische Drehung mit dem oben genannten Polarimeter des Typs DIP-370 (hergestellt von Nippon Bunko) gemessen.
Danach wird sowohl (–)-Cyclopentenon wie (+)-Cyclopentenon einer Strukturanalyse mittels Massenanalyse und Nuklearmagnetresonanz (NMR), Messung des UV-Absorptionsspektrums und Messung des Infrarotabsorptionsspektrums nach der schon genannten Methode unterzogen. Als Ergebnis zeigten beide optisch aktiven Substanzen dasselbe Ergebnis wie das von Cyclopentenon vor der optischen Aufspaltung.
Sowohl das optisch aufgespaltete (–)-Cyclopentenon wie (+)-Cyclopentenon wurden in ein p-Dimethylaminobenzoylderivat umgewandelt, das Zirkulardichroismusspektrum (CD) unter Verwendung eines Zirkulardichroismusdispersimeters vom Typ J-720 (hergestellt von Nippon Bunko) gemessen, und das Ergebnis auf die Dibenzoatchiralitätsregel angewendet [J. Am: Chem. Soc., Band 91, Seiten 3989–3991 (1969)], um die Konfiguration zu bestimmen.
Das CD des p-Dimethylaminobenzoylderivates von (–)-Cyclopentenon und die Stereostruktur von (–)-Cyclopentenon sind in 7 gezeigt. In der Zeichnung gibt die Ordinate den molaren zirkulären Dichroismus an, während die Abszisse die Wellenlänge (nm) angibt. Im Übrigen ist die obige Stereostruktur nachfolgend als Formel [IV] angegeben.
Das CD des p-Dimethylaminobenzoylderivates von (+)-Cyclopentenon und die Stereostruktur von (+)-Cyclopentenon sind in 8 gezeigt. In der Zeichnung gibt die Ordinate den molaren zirkulären Dichroismus an, während die Abszisse die Wellenlänge (nm) angibt. Im Übrigen ist die obige Stereostruktur nachfolgend als Formel [V] angegeben.
Wie in den 7 und 8, der Formel [IV] und Formel [V] gezeigt ist, ist das (–)-Cyclopentenon (–)-(4R, 5S)-trans-4,5-Dihydroxy-2-cyclopenten-1-on, während das (+)-Cyclopentenon (+)-(4S, 5R)-trans-4,5-Dihydroxy-2-cyclopenten-1-on ist.
Die oben genannten Cyclopentenone oder eine optisch aktive Substanz davon können nach irgendeinem Verfahren hergestellt sein, d. h., sie können nach einem Verfahren hergestellt sein, das in dieser Beschreibung offenbart ist oder mittels einer anderen chemischen Synthese; und trans- und cis-Cyclopentenon, eine Mischung davon oder optisch aktive Substanzen davon können ebenso in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Wenn das Cyclopentenon und/oder eine optisch aktive Substanz davon umgesetzt wird mit einem Alkohol und/oder einem reaktiven Derivat davon mit geradkettiger oder verzweigter Alkylgruppe, geradkettiger oder verzweigter Alkenylgruppe, aromatischer Gruppe oder aromatischaliphatischer Gruppe, entweder gleichzeitig oder nacheinander, wird in der Reaktionslösung das Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung, dargestellt durch die Formel [II] oder ein optisch aktives Substanzderivat davon gebildet.
Ein Alkohol mit geradkettiger oder verzweigter Alkylgruppe kann als der Alkohol mit Alkylgruppe verwendet werden, und die Länge der Alkylkette kann gemäß der biologischen Aktivität, Löslichkeit usw. des Cyclopentenonderivates in geeigneter Weise ausgewählt sein.
Beispiele des verwendeten Alkohols mit geradkettiger Alkylgruppe sind Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Pentanol, Hexanol, Heptanol, Octanol, Nonanol, Decanol, Laurylalkohol, Myristylalkohol, Palmitylalkohol und Stearylalkohol.
Beispiele des verwendeten Alkohols mit verzweigter Alkylgruppe sind Isobutylalkohol, tert-Butylalkohol, Isoamylalkohol und tert-Amylalkohol.
Bezüglich des Alkohols mit Alkenylgruppe kann ein Alkohol mit geradkettiger oder verzweigter Alkenylgruppe verwendet werden und die Kettenlänge, Unsättigungsgrad und Position der ungesättigten Bindung der Alkenylgruppe können gemäß der biologischen Aktivität, Löslichkeit usw. des Cyclopentenonderivates in geeigneter Weise ausgewählt sein.
Beispiele des verwendeten Alkohols mit geradkettiger Alkenylgruppe sind Vinylalkohol, Allylalkohol, Crotonalkohol und 3-Hexen-1-ol.
Beispiele des verwendeten Alkohols mit verzweigter Alkenylgruppe sind Geraniol, Farnesol, Geranylgeraniol, Retinol, Linalol, Nerolidol und Nerol.
Beispiele des verwendeten Alkohols mit aromatischer Gruppe sind Phenol, Cresol, Nitrophenol, Chlorophenol, Bromophenol, Catechol, Resorcinol, Hydrochinon und Naphthol und ein Alkohol mit geeigneter aromatischer Gruppe kann gemäß der biologischen Aktivität, Löslichkeit usw. des herzustellenden Cyclopentenonderivates in geeigneter Weise ausgewählt sein.
Beispiele des verwendbaren Alkohols mit aromatisch-aliphatischer Gruppe sind Benzylalkohol, Phenetylalkohol, Phenacylalkohol, Styrolglycol und Phenylpropanol und ein Alkohol mit geeigneter Aralkylgruppe kann gemäß der biologischen Aktivität, Löslichkeit usw. des herzustellenden Cyclopentenonderivates in geeigneter Weise ausgewählt sein.
Beispiele des reaktiven Derivates des Alkohols, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, sind Alkylhalogenide, Arylhalogenide, Säureester, Diazoverbindungen, Salze und Alkene, die dehydrierte Produkte des Alkohols sind und solch ein reaktives Derivat eines Alkohols, welches verwendet werden soll, kann in Abhängigkeit vom Objekt hergestellt werden.
Die Umsetzung des Alkohols und/oder eines reaktiven Derivates davon mit dem Cyclopentenon kann in der Weise durchgeführt werden, dass R₃ und R₄ des Cyclopentenonderivates dargestellt durch die Formel [II] gleich werden, eines von R₃ und R₄ nicht umgesetztes H bleibt, oder R₃ und R₄ unterschiedlich werden. Auf diese Weise können die zwei Hydroxylgruppen des Cyclopentenons dazu gebracht werden, gleichzeitig umgesetzt zu werden; eines von ihnen kann dazu gebracht werden zu reagieren; Alkohol mit unterschiedlichen R₃ und R₄ und/oder ein reaktives Derivat davon kann dazu gebracht werden mit Cyclopentenon gleichzeitig umgesetzt zu werden; oder Alkohol wo R₃ und R₄ unterschiedlich sind und/oder ein reaktives Derivat davon kann dazu gebracht werden, aufeinander folgend mit Cyclopentenon umgesetzt zu werden. Wenn eine der Hydroxylgruppen des Cyclopentenons geschützt ist, ist es möglich, effizient ein Cyclopentenonderivat herzustellen, worin der Alkohol unterschiedliche R₃ und R₄ hat oder ein Cyclopentenonderivat, worin eins von R₃ und R₄ verethert ist.
Im Übrigen können in dem Cyclopentenonderivat dargestellt durch die Formel [I], bereitgestellt durch die vorliegende Erfindung, R₁ und R₂ in diesem Cyclopentenonderivat die gleichen sein, eins von R₁ und R₂ darin können nicht umgesetztes H sein, oder R₁ und R₂ darin können ebenso unterschiedlich sein.
Das Cyclopentenonderivat oder eine optisch aktive Substanz davon, die durch Reaktion des Cyclopentenons oder einer optisch aktiven Substanz davon mit Alkohol und/oder einem reaktiven Derivat davon hergestellt ist, weist eine starke Fähigkeit zur Inhibierung der Wachstumsaktivität von Onkogenen auf und kann aus der Reaktionslösung unter Verwendung dieser Aktivität als Index gereinigt und isoliert werden. Die Mittel zur Reinigung und Isolierung können bekannte Reinigungsmittel wie chemische Verfahren und physikalische Verfahren sein. Auf diese Weise können herkömmliche bekannte Verfahren wie Gelfiltration, Fraktionierung unter Verwendung einer Molekulargewichtsfraktionierungsmembran, Extraktion mit Lösemittel, fraktionierte Destillation und verschiedene chromatographische Methoden unter Verwendung von Ionenaustauschern, Normalphase, Umkehrphase usw. kombiniert werden, wodurch das Cyclopentenonderivat oder eine optische aktive Substanz davon gereinigt und isoliert werden können.
Beispielsweise werden Cyclopentenon oder seine optisch aktive Substanz und Trichloracetimidat von Benzylalkohol oder tert-Butylalkohol in einem Argonstrom aufgelöst, und eine Lösung von Bortrifluorid-Diethyletherkomplex wird dazu hinzugegeben und zur Umsetzung gebracht, um das Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung zu ergeben.
Wenn Cyclopentenon oder seine optisch aktive Substanz in Tetrahydrofuran gelöst wird und dann Alkylhalogenid und Natriumhydrid dazu hin zugegeben und zur Umsetzung gebracht werden, wird das Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung erzeugt.
Wenn Cyclopentenon oder seine optisch aktive Substanz in Dioxan gelöst wird und dann Kaliumhydroxid und Dimethylsulfat dazu hinzugegeben und zur Umsetzung gebracht werden, wird das Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung erzeugt.
Wenn Cyclopentenon oder seine optisch aktive Substanz in Dichlormethan gelöst wird und dann Diisopropylethylamin und Triethyloxonium-Tetrafluoroborat dazu hinzugegeben und zur Umsetzung gebracht werden, wird das Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung erzeugt.
Wenn Cyclopentenon oder seine optisch aktive- Substanz ferner in Dichlormethan gelöst wird und dann Trifluormethansulfonsäure und Alken dazu hinzugegeben und zur Umsetzung gebracht werden, wird das Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung erzeugt.
Wenn nötig, kann das Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung, welches als solches erzeugt ist, durch bekannte Mittel wie Extraktion mit einem Lösungsmittel, Säulenchromatographie und Dünnschichtchromatographie gereinigt und isoliert werden.
Die Trennung der optisch aktiven Substanzen des bei der vorliegenden Erfindung erhaltenen Cyclopentenonderivates kann durchgeführt werden, indem die racemische Mischung einer mechanischen Aufspaltung, bevorzugt Kristallisation, Aufspaltung durch Kristallisation als Diastereomerensalze oder als Einschlussverbindungen, dynamischen Aufspaltung unter Verwendung von Enzymen oder Mikroorganismen, Aufspaltung mittels Chromatographie, etc. unterzogen wird.
Gaschromatographie, Flüssigkeitschromatographie, Dünnschichtchromatographie usw. können im Falle einer Aufspaltung durch Chromatographie verwendet werden und es kann eine chirale, stationäre Phase verwendet werden, die für jedes davon geeignet ist.
Ein Verfahren unter Verwendung einer chiralen stationären Phase, ein Verfahren unter Verwendung eines chiralen Eluats, Abtrennung als Diastereomer usw. kann bei einer optischen Aufspaltung durch Flüssigkeitschromatographie verwendet werden.
Eine stationäre Phase eines Amidtyps, die eines Harnstofftyps, die eines Ligandenaustauschtyps, Polysaccharid-Polysaccharidderivat stationäre Phase, Protein stationäre Phase, Polymethacrylat stationäre Phase, Polymethacrylamid stationäre Phase usw. können als chirale stationäre Phase verwendet werden.
Im Hinblick auf eine Elutionsflüssigkeit kann in geeigneter Weise die eines Hexantyps, eines Alkoholtyps, eines wässrigen (Puffer)-Typs usw. verwendet werden, wobei es in Kombination mit der oben genannten stationären Phase in Betracht gezogen wird.
Im Hinblick auf das Salz der Verbindung der vorliegenden Erfindung oder einer optisch aktiven Substanz davon, sind ein Beispiel Salze, die als pharmazeutische Stoffe akzeptabel sind, und sie können durch Umwandlung mittels bekannter Verfahren hergestellt werden.
Das Cyclopentenonderivat dargestellt durch die Formel [I] oder [II] der vorliegenden Erfindung (nachstehend nur als „Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung" bezeichnet), eine optisch aktive Substanz davon oder ein Salz davon hat physiologische Wirkungen wie eine Antikrebswirkung, Wirkung zur Unterdrückung des Zellwachstums von Krebszellen, Apoptosis induzierende Wirkung, Wirkung zur Unterdrü ckung von Topoisomerase II-Aktivität, induzierende Wirkung auf die Krebszellendifferenzierung, anti-rheumatische Wirkung, Wirkung zur Unterdrückung von chronischem Gelenkrheumatismus, induzierende Wirkung der Fas-Antigenproduktion, antibakterielle Wirkung, antivirale Wirkung, verbessernde Wirkung auf die hepatische Funktion, induzierende Wirkung auf das Heat-Shock-Protein, normalisierende Wirkung auf die Blutkomponenten, verstärkende Wirkung auf die Krebsimmunität, antiinflammatorische Wirkung, inhibierende Wirkung auf die Tumornekrosisfaktor-Expression, inhibierende Wirkung auf die Stickstoffmonoxidproduktion, immunmodulierende Wirkung wie inhibierende Wirkung auf verzögerte Hypersensitivität, inhibierende Wirkung auf Lymphozytentransformation, inhibierende Wirkung auf gemischte Lymphozytenreaktion, inhibierende Wirkung auf IgE-Produktion und inhibierende Wirkung auf Carrageenödeme und aufgrund von diesen Wirkungen, pharmazeutischer Wirkstoff, der als wirksame Komponente mindestens eine Komponente, ausgewählt aus dem Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung, einer optisch aktiven Substanz davon oder eines Salzes davon, enthält, ist nützlich als Arzneimittel wirkend mit einer Biophylaxinfunktion wie eine pharmazeutisches Präparat, das auf die Antikörperproduktionsfunktion einwirkt, anti-inflammatorischer Wirkstoff, anti-allergischer Wirkstoff, anti-rheumatischer Wirkstoff und Interferoninducer, ein Arzneimittel wirkend auf den Saccharidmetabolismus wie ein Heilmittel für Diabetes mellitus und ein Arzneimittel wirkend auf pathogene Organismen wie ein antibakterieller Wirkstoff und antiviraler Wirkstoff. Dementsprechend ist der pharmazeutische Wirkstoff, der durch die vorliegende Erfindung erhalten wird, recht nützlich als Arzneimittel für die Erkrankungen, die eine Sensitivität auf die Verbindung der vorliegenden Erfindung zeigen, eine optisch aktive Substanz davon oder ein Salz davon, d. h. als ein Arzneimittel zur Therapie oder Prävention von z. B. Krebs, viralen Erkrankungen, Rheuma, Diabetes Mellitus, Allergie, Autoimmunerkrankungen, Entzündungen usw.
Das Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung, eine optisch aktive Substanz davon oder ein Salz davon, weist eine Wirkung zur Unterdrückung des Zellwachstums von Krebszellen auf, wie von promyelozytischen Leukämiezellen HL-60 des Menschen, akuten lymphoblastischen Leukämiezellen MOLT-3 des Menschen, Lungenkrebszellen A-549, SV40-transformierten Lungenkrebszellen WI-38VA13, Hepatomazellen Hep G2, Darmkrebszellen HCT 116, Darmkrebszellen des Menschen SW 480, Darmkrebszellen des Menschen WiDr, Magenkrebszellen AGS und Myelomzellen. Ein Antikrebswirkstoff kann hergestellt werden, wenn mindestens eine der Verbindungen ausgewählt aus dem Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung, einer optisch aktiven Substanz davon oder einem Salz davon, verwendet und als wirksame Komponente in ein pharmazeutisches Präparat eingebracht wird, indem es mit bekannten pharmazeutischen Trägern zusammengesetzt wird. Der Mechanismus der Antikrebswirkung des Cyclopentenonderivates, einer optisch aktiven Substanz davon oder eines Salzes davon, die durch die vorliegende Erfindung erhalten sind, schränkt den Rahmen der vorliegenden Erfindung überhaupt nicht ein, und beispielsweise ist eine Apoptosis induzierende Wirkung und eine Wirkung auf die Topoisomerase-Inhibierung auf Krebszellen ebenso abgedeckt durch die Antikrebswirkung der vorliegenden Erfindung.
Allgemein wird die Verbindung ausgewählt aus dem Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung, einer optisch aktiven Substanz davon oder ein Salz davon mit einem pharmazeutisch akzeptablen flüssigen oder festen Träger vermischt und wenn nötig, Lösemittel, Dispersionsmittel, Emulgiermittel, Puffer, Stabilisator, Füllstoff, Bindemittel, Auflösungshilfsmittel, Schmierstoff usw. hinzugegeben, so dass sich ein Antikrebsmittel ergibt, das fest vorliegen kann wie als Tabletten, Granulat, verdünnte Pulver, Pulver, Kapseln usw. oder flüssig wie als Lösungen, Emulsionen usw. Ferner kann dies in einem trockenen Präparat vorlie gen, das durch Zugabe eines geeigneten Trägers vor der Verwendung flüssig gemacht werden kann.
Der pharmazeutische Träger kann in Abhängigkeit vom oben genannten Verabreichungsweg und der Form des Präparates ausgewählt werden. Im Falle oraler Präparate können Stärke, Laktose, Zucker, Mannitol, Carboxymethylzellulose, Maisstärke, anorganische Salze usw. verwendet werden. Bei der Herstellung oraler Präparate können ferner Bindemittel, Auflösungshilfsmittel, oberflächenaktive Stoffe, Schmierstoffe, Fluiditätsförderer, Geschmacksstoffe, Farbstoffe, Aromen usw. zugemischt werden.
Andererseits können sie im Falle von parenteralen Präparaten nach üblichen Verfahren hergestellt werden, wo die Verbindung ausgewählt aus dem Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung, einer optisch aktiven Substanz davon oder einem Salz davon, die ein wirksamer Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist, in ein Verdünnungsmittel wie destilliertem Wasser zur Injektion, physiologischer Kochsalzlösung, wässriger Glucoselösung, Pflanzenöl zur Injektion, Sesamöl, Erdnussöl, Sojabohnenöl, Maisöl, Propylenglycol, Polyethylenglycol usw. aufgelöst oder suspendiert werden, wenn nötig, gefolgt vom Zusatz von Bakteriziden, Stabilisatoren, isotonischen Stoffen, Analgetika usw. hierzu.
Das Antikrebsmittel der vorliegenden Erfindung wird auf einem geeigneten Weg verabreicht, der von der Form des Präparates abhängt. Es gibt auch keine besondere Einschränkung für das Verfahren der Verabreichung und es kann mittels oraler Anwendung, äußerlicher Anwendung und Injektion verabreicht werden. Injektionspräparate werden beispielsweise intravenös, intramuskulär, subkutan, intrakutan usw. verabreicht, während Präparate für äußerliche Anwendungen Suppositorien usw. umfassen.
Die Dosis als Antikrebsmittel wird in geeigneter Weise durch die Form des Präparates, das Verabreichungsverfahren, den Anwendungszweck und das Alter, Körpergewicht und Symptom des zu behandelnden Patienten entschieden und ist nicht konstant, aber üblicherweise liegt die Menge des Cyclopentenonderivates der vorliegenden Erfindung, einer optisch aktiven Substanz davon oder eines Salzes davon, die in dem Präparat enthalten ist, zwischen 0,1 μg bis 200 mg/kg pro Tag (für Erwachsene). Natürlich kann die Dosis in Abhängigkeit von verschiedenen Bedingungen schwanken und deshalb kann eine Dosis von weniger als dem obigen Wert in manchen Fällen ausreichen, während in anderen Fällen eine Dosis von mehr als dem obigen Wert nötig sein kann. Der pharmazeutische Wirkstoff der vorliegenden Erfindung kann direkt oral verabreicht werden und außerdem kann er zu irgendeinem Nahrungsmittel oder Getränk hinzugegeben sein, so dass der Wirkstoff auf einer routinemäßigen Basis eingenommen werden kann.
Das Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung, eine optisch aktive Substanz oder ein Salz davon weist eine Apoptosis induzierende Wirkung auf. Wenn ein Apoptosisinducer entsprechend dem oben beschriebenen Antikrebswirkstoff in pharmazeutische Präparationen hergestellt werden kann, kann der Apoptosisinducer, der mindestens eine Komponente ausgewählt aus dem Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung, eine optisch aktive Substanz oder ein Salz davon enthält, als wirksamer Bestandteil bereitgestellt werden und kann auf die gleiche Art und Weise wie in dem Fall des Antikrebswirkstoffes verabreicht werden.
Die Dosis des Apoptosis induzierenden Wirkstoffes ist nicht besonders spezifiziert, kann aber in Abhängigkeit von der Dosierform, dem Verabreichungsverfahren, dem Zweck der Anwendung und dem Alter, Körpergewicht, Zustand usw. des Patienten, dem der induzierende Wirkstoff verabreicht werden soll, in geeigneter Weise bestimmt werden. Übli cherweise liegt jedoch die Menge der Verbindung ausgewählt aus dem Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung, einer optisch aktiven Substanz oder einem Salz davon, die in einem Präparat für einen Erwachsenen enthalten ist, bei 0,1 μg–100 mg/Körpergewicht pro Tag. Selbstverständlich kann die Dosis in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren schwanken und deshalb eine Dosis von weniger als dem obigen Wert in manchen Fällen ausreichen, während in anderen Fällen eine Dosis von mehr als dem obigen Wert nötig sein kann. Der Wirkstoff der vorliegenden Erfindung kann oral verabreicht werden wie er ist und ferner kann der Wirkstoff auch täglich nach Zugabe zur üblichen Nahrung und/oder Getränken genommen werden.
Im Gegensatz zur Nekrose, die ein pathogener Zelltod ist, ist Apoptosis ein Tod, der ursprünglich im Gen der Zelle selbst programmiert ist. Auf diese Weise wird das Gen, das die Apoptosis programmiert, durch gewisse äußere oder innere Ursachen aktiviert, wodurch das programmierte Zelltodgenprotein gebildet wird, oder in manchem Fall programmiertes Todesprotein aktiviert wird, welches in Zellen als nicht aktivierter Typ existiert. Dann baut sich die Zelle selbst ab und es wird angenommen, dass sie durch das resultierende programmierte Todesprotein tot ist.
Der Apoptosisinducer der vorliegenden Erfindung ist ziemlich nützlich, da er in der Lage ist, solche Apoptosis in gewünschten Geweben und Zellen zu induzieren und fähig ist, die unnötigen Zellen oder schädlichen Zellen aus lebenden Organismen im natürlichen Zustand auszuschließen.
Darum ist der Apoptosisinducer der vorliegenden Erfindung wirksam in der Beseitigung von z. B. virus-infizierten Zellen, Krebszellen und autoreaktiven Lymphozyten in den Patienten, die an Autoimmunerkrankungen leiden und als Resultat der Expression von Apoptosis in erwünschten Geweben oder Zellen ist es nun möglich, die unnötigen oder schäd lichen Zellen aus einem lebenden Körper in ihrem natürlichen Zustand zu beseitigen. Beispiele für die Erkrankungen, für welche der Apoptosisinducer der vorliegenden Erfindung wirksam ist, sind systemischer Lupus erythematodes, immun-intervenierende Glomerulonephritis, Multiple Sklerosis, Collagenerkrankung und andere Autoimmunerkrankungen sowie Rheuma.
Der Apoptosisinducer der vorliegenden Erfindung kann in einem Verfahren zur Induktion von Apoptosis verwendet werden. Somit ist es möglich, wenn das Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung, eine optisch aktive Substanz davon oder ein Salz davon als wirksame Komponente verwendet wird, Apoptosis zu induzieren und dieses Verfahren ist nützlich, beispielsweise zur Aufklärung eines Mechanismus der Induzierung von Apoptosis und zum Screening von Apoptosis induzierenden Wirkstoffen und Inhibitoren der Apoptosis induzierenden Wirkung.
Das Carrageenan podedema Modell ist eine Reaktion, in welcher Carrageenan, welcher ein Entzündungsinducer ist, subkutan in die Pfoten injiziert wird, um Entzündungszellen zu induzieren wie z. B. Makrophagen und neutrophile Zellen, wodurch die Blutgefäßpermeabilität erhöht wird durch inflammatorische Faktoren, die von diesen Zellen hergestellt werden, was das Ödem verursacht. Die inhibierende Wirkung der oben beschriebenen Immunmodulatoren auf Ödeme ist nützlich für die Therapie oder Prävention von Erkrankungen, die eine Kontrolle der Erhöhung der Blutgefäßpermeabilität benötigen, wie z. B. chronisches artikulares Rheuma. Das Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung, eine optisch aktive Substanz davon oder ein Salz davon hat eine unterdrückende Wirkung auf Ödeme, die durch Carrageenan verursacht wurden, und die pharmazeutischen Wirkstoffe, welche mindestens eine Komponente ausgewählt aus diesen Komponenten enthält als wirksame Komponente sind nützlich als anti-inflammatorische Wirkstoffe und antirheumatische Wirkstoffe, welche nützlich sind für die Therapie oder Prä vention von inflammatorischen Erkrankungen, die die Kontrolle der Zunahme der Permeabilität von Blutgefäßen, wie z. B. rheumatoide Arthritis, erfordern.
Die vorliegende Erfindung bietet ferner einen Topoisomerase-Inhibitor an, der mindestens eine Komponente ausgewählt aus den Cyclopentenonderivaten der vorliegenden Erfindung, optisch aktive Substanzen davon oder Salze davon als eine wirksame Komponente enthält, und bietet außerdem ein Verfahren für die Inhibierung der Topoisomerase an, wo mindestens eine Komponente ausgewählt von diesen Komponenten als eine wirksame Komponente verwendet wird. Solch ein Topoisomerase-Inhibitor ist nützlich als Antikrebswirkstoff, während das Verfahren zur Inhibierung der Topoisomerase nützlich ist in biochemischen Studien und im Screening von Antikrebswirkstoffen.
Weiterhin bietet die vorliegende Erfindung pharmazeutische Wirkstoffe an, die auf den Biophylaxinmechanismus wirken, wie beispielsweise Präparationen, die auf den Antikörperproduktionsmechanismus wirken, anti-inflammatorische Wirkstoffe, anti-allergische Wirkstoffe, antirheumatische Wirkstoffe, Interferoninducer usw., die pharmazeutischen Wirkstoffe, die auf den Saccharidmetabolismus wirken, wie beispielsweise Heilmittel für Diabetes Mellitus, die pharmazeutischen Wirkstoffe, die auf pathogene Organismen wirken, wie beispielsweise antibakterielle Wirkstoffe, antivirale Wirkstoffe usw., und Topoisomerase Inhibitoren und dergleichen, die mindestens eine Komponente ausgewählt aus den Cyclopentenonderivaten der vorliegenden Erfindung, optisch aktive Substanzen davon oder Salze davon als einen wirksamen Bestandteil enthalten, und diese pharmazeutischen Wirkstoffe können auf die gleiche Weise in pharmazeutische Präparate eingebracht werden wie in dem Fall der Antikrebswirkstoffe, und können auf gleicher Weise in einem Verfahren und Dosis verabreicht werden, wie in dem Fall der Antikrebswirkstoffe.
Das Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung, eine optisch aktive Substanz davon oder ein Salz davon kann effizient aus dem Cyclopentenon und jedem der erwünschten Alkohole oder reaktiven Derivate davon hergestellt werden, und die vorliegende Erfindung bietet das Cyclopentenonderivat dargestellt durch die Formel [II], eine optisch aktive Substanz davon oder ein Salz davon an.
Es gibt keine besondere Einschränkung für das Verfahren zur Herstellung der Nahrungsmittel und Getränke, die das Cyclopentenonderivat, eine optisch aktive Substanz oder ein Salz davon, erhalten durch die vorliegende Erfindung, enthalten, aber kochen, verarbeiten und üblicherweise angewandte Verfahren für Nahrungsmittel und Getränke können eingesetzt werden, vorausgesetzt, dass eine wirksame Menge des Cyclopentenonderivates der vorliegenden Erfindung, eine optisch aktive Substanz oder ein Salz davon im resultierenden Nahrungsmittel oder Getränk enthalten ist.
Das Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung, eine optisch aktive Substanz davon oder ein Salz davon zeigt keine Toxizität bei Verabreichung seiner Dosis, die zum Erreichen der physiologischen Aktivität effektiv ist. Beispielsweise wurde im Falle oraler Verabreichung kein Todesfall bei Mäusen beobachtet bei einer einzigen oralen Dosis von 300 mg/kg von 4-tert-Butylcyclopentenonether, optisch aktiver Substanz oder Salz davon, oder 4,5-di-tert-Butylcyclopentenonether, optisch aktiver Substanz oder Salz davon.
Zusammenfassend kann das Cyclopentenonderivat der vorliegenden Erfindung, eine optisch aktive Substanz oder ein Salz davon leicht hergestellt werden und, bedingt durch seine verschiedenen physiologischen Funktionen, ist es eine Verbindung, die in weiten Bereichen von pharmazeutischen Wirkstoffen, Nahrungsmitteln usw. ziemlich nützlich ist.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird ferner durch die folgenden Beispiele erläutert, obwohl die vorliegende Erfindung niemals auf diese Beispiele beschränkt ist. Im Übrigen stehen in den Beispielen verwendete „%" für „Gewichts-%".
Beispiel 1.
(1) D-Glucuronsäure (G 5269; hergestellt von Sigma) (10 g) wurde in 1 Liter Wasser aufgelöst, vier Stunden lang auf 121°C erhitzt und im Vakuum bis auf 10 ml aufkonzentriert. Dies wurde mit 40 ml einer oberen Schicht einer Mischung von Butylacetat, Essigsäure und Wasser im Verhältnis 3 : 2 : 2 vermischt und zentrifugiert und die erhaltene Überstandsflüssigkeit im Vakuum bis auf 10 ml aufkonzentriert.
Der obige Extrakt wurde auf ein Silicagel (BW-300SP; 2 × 28 cm; hergestellt von Fuji Silycia) für eine Säulenchromatographie aufgegeben und unter Verwendung einer oberen Schicht einer Mischung von Butylacetat, Essigsäure und Wasser im Verhältnis 3 : 2 : 2 als Eluat bei einer Strömungsgeschwindigkeit von ungefähr 5 ml/Minute unter einem Druck von 0,2 kg/cm² unter Verwendung eines Kompressors aufgetrennt. Es wurde eine Fraktionierung durchgeführt, um ein Volumen einer Fraktion von 10 ml zu erreichen und ein Teil jeder Fraktion wurde durch eine Dünnschichtchromatographie analysiert, worauf Cyclopentenon mit hoher Reinheit in der 61 ten bis 80ten Fraktion enthalten war. Diese Fraktionen wurden aufgenommen, im Vakuum aufkonzentriert, mit 40 ml Chloroform extrahiert und das Extrakt wurde im Vakuum aufkonzentriert, um 100 mg Cyclopentenon zu erhalten.
Die Fraktion wurde mittels einer Normalphasen-HPLC unter Verwendung einer Säule Palpack Typ S (hergestellt von Takara Shuzo) aufge trennt, und, wenn eine Detektion durch Ultraviolettabsorption bei 215 nm durchgeführt wurde, wurde eine Reinheit von 98% gefunden.
Das obige Cyclopentenon (113,9 mg) wurde in 2,85 ml Ethanol gelöst. Zu dieser ethanolischen Lösung wurden 3,85 ml Hexan/Ethanol (94/6) hinzugegeben, um eine Cyclopentenonlösung (17 mg/ml) herzustellen. Diese wurde durch einen Filter von 0,5 μm filtriert, um eine Probenlösung für eine HPLC mit optischer Aufspaltung herzustellen.
Diese Probenlösung wurde auf eine HPLC mit optischer Aufspaltung aufgegeben, wobei jede der Fraktionen der (–)-Cyclopentenon im früherer Peak und des (+)-Cyclopentenons im späteren Peak aufgenommen wurden und im Vakuum zur Trockenheit verdampft wurden, so dass 43, 2 mg des (–)-Cyclopentenons und 43,0 mg des (+)-Cyclopentenons erhalten wurden.
Bedingungen für HPLC mit optischer Aufspaltung.
Säulen: Chiralpack AS (hergestellt von Daicel) 2,0 cm × 25,0 cm
Säulentemperatur: 40°C
Mobile Phase: Hexan/Ethanol (94/6)
Strömungsrate: 14,0 ml/Minute
Detektion: UV 210 nm
Menge der geladenen Probe: 150 μl (2,55 mg)
Jedes des darin enthaltenen (–)-Cyclopentenons und (+)-Cyclopentenons enthält ungefähr 1% Enantiomer und deshalb wurden sie erneut einer optischen Aufspaltung unter den oben genannten Bedingungen unterzogen. Als Ergebnis wurden 19,7 mg des (–)-Cyclopentenons, kein Enantiomer enthaltend, aus 30,0 mg des (–)-Cyclopentenons vom früheren Peak erhalten, während aus 37,4 mg des (+)-Cyclopentenons des späteren Peaks 27,7 mg des (+)-Cyclopentenons, kein Enantiomer enthaltend, erhalten wurde. Im Übri gen betrugen die Elutionszeiten bei der HPLC mit optischer Aufspaltung des (–)-Cyclopentenons und (+)-Cyclopentenons 33 Minuten bzw. 40 Minuten.
(2) Cyclopentenon (44 mg) und 492 mg von Benzyl 2,2,2-Trichloracetimidat (hergestellt von Aldrich; 14,033-3) wurden in 2,5 ml Dichlormethan (hergestellt von Wako Pure Chemical; 135-02441) in einem Argonstrom gelöst. Zu diesem wurde graduell eine Lösung von 28 μl/1/ml Bortrifluorid-Diethyletherkomplex (hergestellt von Wako Pure Chemical; 022-08362) in 1 ml Dichlormethan unter Rühren hinzugegeben. Nach dem Durchrühren bei Raumtemperatur für acht Stunden wurde die Mischung im Vakuum konzentriert, gefolgt von einer Silicageldünnschichtchromatographie mit Chloroform : Methanol (19 : 1) als ein Entwickler, um 4-Benzylcyclopentenonether, 5-Benzylcyclopentenonether und 4,5-Dibenzylcyclopentenonether zu reinigen. Die Rf-Werte von 4-Benzylcyclopentenonether waren 0,3, für 5-Benzylcyclopentenonether 0,45 und für 4,5-Dibenzylcyclopentenonether 0,8. Die Ausbeuten waren für 4-Benzylcyclopentenonether 3,7%, für 5-Benzylcyclopentenonether 3,7% und für 4,5-Dibenzylcyclopentenonether 2,5%.
(3) Die Strukturen von 4-Benzylcyclopentenonether, 4-Benzylcyclopentenonether und 4,5-Dibenzylcyclopentenonether, die im Beispiel 1-(2) hergestellt wurden, wurden bestätigt mittels einer Nuklearmagnetresonanz (NMR). Die Apparatur, die für die Nuklearmagnetresonanz verwendet wurde, war das JNM-EX270 FT NMR System (hergestellt von Nippon Denshi). Die chemischen Verschiebungswerte, die durch ¹H-NMR bestimmt wurden, waren die von Tetramethylsilan, die als 0 ppm definiert wurden. Das Ergebnis ist unten angegeben:
4-Benzylcyclopentenonether
¹H-NMR: δ 7,47 (1H, dd, J = 6,0 Hz, J = 1,68), δ 7,36 (5H, m), δ 6,3 (1H, dd, J = 6,0 Hz, J = 1,33 Hz), δ 4,88 (1H, d, J = 11,55), δ 4,75 (1H, d, J = 11,55), δ 4,55 (1H, m), δ 4,28 (1H, m), δ 2,78 (1H, m)
5-Benzylcyclopentenonether
¹H-NMR: δ 7,39 (6H, m), δ 6,22 (1H, dd, J = 6,24 Hz, J = 1,32 Hz), δ 5,09 (1H, d, J = 11,87), δ 4,79 (1H, m), δ 4,77 (1H, d, J = 11,87), δ 3,98 (1H, d, J = 2,97), δ 2,06 (1H, m)
4,5-Benzylcyclopentenonether
¹H-NMR: δ 7,47 (1H, dd, J = 6,27 Hz, J = 1,98), δ 7,34 (10H, m), δ 6,29 (1H, dd, J = 6,10 Hz, J = 1,49 Hz), δ 4,88 (1H, d, J = 11,85), δ 4,74 (1H, d, J = 11,85), δ 4,71 (2H, d, J = 11,55), δ 4,56 (1H, m); δ 4,33 (1H, d, J = 2,64)
Die ¹H-NMR Spektren dieser Derivate sind in 1 bis 3 gezeigt. Demnach zeigt 1 ein NMR-Spektrum von 4-Benzylcyclopentenonether, 2 zeigt ein NMR-Spektrum von 5-Benzylcyclopentenonether und 3 zeigt ein NMR-Spektrum von 4,5-Dibenzylcyclopentenonether. In 1 bis 3 gibt die Abszisse den chemischen Verschiebungswert (ppm) an und die Ordinate gibt die Signalintensität an.
(4) Cyclopentenon (44 mg) und 287 mg von tert-Butyl-2,2,2-Trichloracetimidat (hergestellt von Aldrich, 36,478-9) wurden in 2,5 ml Dichlormethan in einem Argonstrom gelöst. Zu diesem wurde graduell 1 ml einer Lösung von 28 μl/ml eines Bortrifluor-Diethyletherkomplexes in Dichlormethan unter Rühren hinzugegeben. Die Mischung wurde bei Raumtemperatur für acht Stunden gerührt, im Vakuum konzentriert und einer Silicageldünnschichtchromatographie auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1-(2) unterworfen, um 4-tert-Butylcyclopentenonether, 5-tert- Butylcyclopentenonether und 4,5-di-tert-Butylcyclopentenonether zu reinigen. Die Rf-Werte von 4-tert-Butylcyclopentenonether waren 0,35, die von 5-tert-Butylcyclopentenonether 0,27 und die von 4,5-di-tert-Butylcyclopentenonether 0,73. Die Ausbeuten waren für 4-tert-Butylcyclopentenonether 9,2%, für 5-tert-Butylcyclopentenonether 1,9% und für 4,5-di-tert-Butylcyclopentenonether 11%.
(5) Die Strukturen von 4-tert-Butylcyclopentenonether, 5-tert-Butylcyclopentenonether und 4,5-di-tert-Butylcyclopentenonether, die im Beispiel 1-(4) hergestellt wurden, wurden mittels einer NMR auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1-(3) bestätigt. Das Ergebnis ist unten gezeigt.
4-tert-Butylcyclopentenonether
¹H-NMR: δ 7,34 (1H, dd, J = 5,94 Hz, J = 0,99), δ 6,25 (1H, dd, J = 6,1, J = 1,49), δ 4,59 (1H, m), δ 4,08 (1H, d, J = 2,31), δ 2,85 (1H, m), δ 1,33 (9H, s)
5-tert-Butylcyclopentenonether
¹H-NMR: δ 7,37 (1H, dd, J = 6,27 Hz, J = 1,98), δ 6,23 (1H, dd, J = 6,27, J = 1,32), δ 4,75 (1H, m), δ 4,04 (1H, d, J = 2,63), δ 2,23 (1H, m), δ 1,32 (9H, s)
4,5-di-tert-Butylcyclopentenonether
¹H-NMR: δ 7,35 (1H, dd, J = 6,27 Hz, J = 1,65), δ 6,24 (1H, dd, J = 6,26 Hz, J = 0,99), δ 4,62 (1H, ddd, J = 3,3, J = 1.65, J = 0,99), δ 4,16 (1H, d, J = 3,31), δ 1,38 (18H, s)
Die ¹H-NMR Spektren dieser Derivate sind in 4 bis 6 gezeigt. Demnach zeigt 4 ein NMR-Spektrum von 4-tert-Butylcyclopentenonether, 5 zeigt ein NMR-Spektrum von 5-tert-Butylcyclopentenonether und 6 zeigt ein NMR-Spektrum von 4,5-di-tert-Butylcyclopentenonether. In 4 bis 6 gibt die Abszisse den chemischen Verschiebungswert (ppm) an und die Ordinate gibt die Signalintensität an.
Beispiel 2.

(1) Eine 1,22, 2,44, 4,88, 9,77, 19,5, 39,1, 78,1, 156, 313, 625, 1250, 2500, 5000 oder 10000 μg/ml Lösung (10 μl) (in 70% wässriger Ethanollösung) von 4-Benzylcyclopentenonether, 5-Benzylcyclopentenonether oder 4,5-Dibenzylcyclopentenonether oder eine 70%ige wässrige Ethanollösung als Kontrolle (10 μl) wurde in jede Vertiefung einer 96-Loch-Mikrotiterplatte hinzugeben, gefolgt von einer Lufttrocknung. Promyelozytischer Leukämiezellstamm HL-60 (ATCC CCL-240) wurde in ein RPMI 1640 Medium, das 10% fötales Kälberserum enthält, auf eine Größe von 1 × 10⁵ Zellen / ml suspendiert, jeweils 100 μl davon in jeder Vertiefung der obigen- Mikrotiterplatte geschüttelt und bei 37°C für 48 Stunden in Gegenwart von 5% Kohlendioxid inkubiert. Die Inkubation wurde für vier Stunden nach Zugabe von 10 μl einer Lösung (5 mg/ml) von 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromid (MTT; hergestellt von Sigma) in einer phosphatgepufferten wässrigen Kochsalzlösung fortgesetzt, und dann das Stadium des Wachstums der Zellen unter einem Mikroskop betrachtet. Ferner wurden 100 μl 2-Propanol, enthaltend 0,04 N HCl, hierzu zugegeben, gefolgt von guter Durchmischung und die Absorption wurde bei 590 nm gemessen. Das Ergebnis war, dass das Wachstum der Zellen vollständig unterdrückt wurde in dem Teil, dem 2,44 μg/ml 4-Benzylcyclopentenonether (Endkonzentration: 0,244 μg/ml; 1,20 μM), 19,5 μg/ml 5-Benzylcyclopentenonether (Endkonzentration: 1,95 μg/ml; 9,56 μM) oder 156 μg/ml 4,5-Dibenzylcyclopentenonether (Endkonzentration: 15,6 μg/ml; 53,1 μM) hinzugegeben wurde. Die Entstehung von apoptotischen Körpern wurde ebenso beobachtet. Im Übrigen gab es in den Teilen, zu welchen niedrigere Konzentrationen als die obigen hinzuge geben wurden, und dem Kontrollteil, dem Wasser hinzugegeben wurde, keinen Unterschied.
(2) Der Einfluss von 4-tert-Butylcyclopentenonether, 5-tert-Butylcyclopenteononether oder 4,5-di-tert-Butylcyclopentenonether auf das Wachstum von HL-60 Zellen wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 2-(1) gemessen.

Das Ergebnis war, dass das Wachstum der Zellen vollständig unterdrückt wurde in dem Teil, zu dem 313 μg/ml 4-Benzylcyclopentenonether (Endkonzentration: 31,3 μg/ml; 180 μM), 78,1 μg/ml 5-Benzylcyclopentenonether (Endkonzentration: 7,81 μg/ml; 46 μM) oder 625 μg/ml 4,5-di-Benzylcyclopentenonether (Endkonzentration: 62,5 μg/ml; 280 μM) hinzugegeben wurde. Die Entstehung von apoptotischen Körpern wurde ebenfalls beobachtet. Im Übrigen gab es in den Teilen, zu welchen niedrigere Konzentrationen als die obigen hinzugegeben wurden und dem Kontrollteil, dem Wasser hinzugegeben wurde, keinen Unterschied.
In der Zwischenzeit zeigten die oben erwähnten Verbindungen eine unterdrückende Wirkung auf das Wachstum von Krebszellen und eine induzierende Wirkung auf Apoptosis. Optisch aktive Substanzen dieser Verbindungen zeigten beide Aktivitäten in einem ähnlichen Ausmaß.
Beispiel 3.
Lewis Ratten (männlich; neun Wochen alt, Körpergewicht: ca. 250 g) wurden erworben von Seakku-Yoshitomi und die Entzündungsmodelle wie beispielsweise das Carrageenan induzierte pedale (zum Fuß gehörende) Ödemmodell (ein Modell der rheumatoiden Arthritis) wurden wie nachfolgend angefertigt, wobei die getesteten Substanzen evaluiert wurden.
Auf diese Weise wurde 4-tert-Butylcyclopentenonether oder 4,5-di-tert-Butylcyclopentenonether in verschiedenen Konzentrationen durch Auflösen in Olivenöl (hergestellt von Nacalai Tesque) oral bei einer Dosis von 1 mg/10 ml/kg oder 10 mg/10 ml/kg den Ratten verabreicht, die 18 Stunden vor Beginn des Experimentes gefastet hatten.
0,5 Stunden nach Verabreichung dieses Test-Arzneimittels wurden 100 μl/Ratte einer 1%igen Carrageenan-Suspension (hergestellt von Wako) in einer physiologischen Kochsalzlösung (hergestellt von Otsuka Pharmaceutical) in die rechte Pfote injiziert, um ein pedales (zum Fuß gehörendes) Ödem zu induzieren. Drei Stunden nach der Carrageenan-Injektion wurde der Umfang der rechten Pfote der Ratte durch eine pedale volumenmessende Apparatur (hergestellt von UGO BASILE) gemessen. Im Übrigen wurde der gemessene Wert angegeben durch Berechnung der ansteigenden Rate von dem rechten Pfotenvolumen jeder Ratte, welche vor der Carrageenan-Verabreichung gemessen wurde.
Das Ergebnis ist in 9 gezeigt. Auf diese Weise zeigt 9 das Verhältnis zwischen der Menge jeder Verbindung und der ansteigenden Rate des zum Fuß gehörenden (pedalen) Ödems, in welcher die Ordinate die ansteigende Rate (%) angibt, während die Abszisse eine Dosis jeder Verbindung (mg/kg) angibt.
In 9, ist A eine Gruppe, der 4-tert-Butylcyclopentenonether verabreicht wurde, während B eine ist, der 4,5-di-tert-Butylcyclopentenonether verabreicht wurde. Jede dieser Verbindungen zeigt eine unterdrückende Wirkung auf Ödeme induziert durch Carrageenan. Im Übrigen bedeutet in 9, dass sie erheblich unterschiedlich ist von der Kontrollgruppe bei p < 0,05.
Andere Cyclopentenonderivate der vorliegenden Erfindung, die in Beispiel 1 angefertigt wurden, zeigen ebenfalls im gleichen Ausmaß die un terdrückende Wirkung auf Carrageenan-Ödeme wie die obigen Verbindungen.
Beispiel 4.

(1) Ein μl einer 0,25 μg/μl pBR322 DNA (hergestellt von Takara Shuzo) wurde einer Mischung von 2 μl Topoisomerase II (hergestellt von Topo-GEN, 2 Units/μl), 2 μl eines Puffers mit einer zehnfach verdünnten Konzentration [0,5 M Tris-HCl (pH 8,0), 1,2 M KCl, 0,1 M MgCl₂, 5 mM Adenosintriphosphat und 5 mM Dithiothreitol], 2 μl eines 0,1% Rinderserumalbumins (BSA) (hergestellt von Takara Shuzo), 11 μl destilliertes Wasser und 2 μl destilliertes Wasser (eine Kontrolle) oder 4,5-di-tert-Butylcyclopentenonether, angefertigt in verschiedenen Konzentrationen durch Wasser hinzugegeben und bei 37°C umgesetzt. Nach der 30-minütigen Reaktion wurde die Reaktion durch Hinzugeben von 2 μl einer wässrigen Lösung von 1% Natriumdodecylsulfat, 50% Glycerol und 0,02% Bromphenolblau abgestoppt.

Die obige Reaktionslösung (20 μl) wurde auf ein 1%iges Agarosegel aufgetragen, welches aus Agarose L03 (hergestellt von Takara Shuzo) und TAE-Puffer [40 mM Tris, 5 mM Natriumacetat und 1 mM Dinatriumethylendiamintetraacetat (EDTA); eingestellt auf pH 7,8 mit Essigsäure] angefertigt wurde, und die Elektrophorese wurde in dem TAE-Puffer ausgeführt. Nach der Elektrophorese wurde das Gel in eine wässrige Lösung von 1 μg/ml Ethidiumbromid eingetaucht und mit Ultraviolettstrahlung bestrahlt, um das elektrophoretische Muster (pattern) der DNA zu beobachten. In einer Kontrolle, die eine wässrige Lösung war, wechselte die DNA vollständig von einem superverdrehtem Typ (super coiled) zu einem entspannten (relaxation) Typ, aber wenn die Topoisomerase-II-Aktivität unterdrückt wurde, war der Wechsel von einem superverdrehtem Typ zu einem entspannten Typ teilweise oder komplett gehemmt.
Das Ergebnis war, dass 4,5-di-tert-Butylcyclopentenonether bei einer Konzentration nicht geringer als 250 μM in der Reaktionslösung eine Topoisomerase unterdrückende Aktivität zeigt. Auf diese Weise verblieb die Superhelix-DNA auf einem mittleren Ausmaß bei 250 μM, das meiste der Superhelix-DNA verblieb bei 500 μM und die Superhelix-DNA verminderte sich keinesfalls bei 1000 μM. Die optisch aktive Substanzen von 4,5-di-tert-Butylcyclopentenonether und andere Verbindungen der vorliegenden Erfindung, die in Beispiel 1 hergestellt wurden, einschließlich ihrer optisch aktiven Substanzen, zeigten ebenso die gleiche Aktivität.
Als solches zeigten die Verbindungen der vorliegenden Erfindung eine unterdrückende Wirkung auf Topoisomerase II, welche in normalen Zellen nur in einem Teilungsstadium vorübergehend exprimiert wird und als ein Ergebnis der Krebsentstehung der Zellen während aller zellulären Perioden in hohem Maße exprimiert wird.
Beispiel 5. Injektionspräparate.

(1) 4-Benzylcyclopentenonether oder 5-Benzylcyclopentenonether wurden zu einer physiologischen Kochsalzlösung (wie sie in der japanischen Pharmakopöe aufgelistet ist) in einer Konzentration von 1% hinzugegeben, um ein Injektionspräparat herzustellen.
(2) 4-Benzylcyclopentenonether oder 5-Benzylcyclopentenonether und Glycyrrhizinsäure wurden zu einer physiologischen Kochsalzlösung (dieselbe wie oben) in Konzentrationen von 0,5% bzw. 0,1% hinzugegeben, um ein Injektionspräparat herzustellen.

Beispiel 6. Tabletten.

(1) Eine Tablette, die 100 mg 4-Benzylcyclopentenonether und eine geeignete Menge mikrokristalliner Zellulose enthält, wurde hergestellt und mit Zucker überzogen, um ein Tablettenpräparat herzustellen.
(2) Eine Tablette, die 0,1 mg 5-Benzylcyclopentenonether, 10 mg Dikaliumglycyrrhizinat und eine geeignete Menge mikrokristalliner Zellulose enthält, wurde hergestellt und mit Zucker überzogen, um ein Tablettenpräparat herzustellen.

Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bietet das Herstellungsverfahren für das Cyclopentenonderivat, eine optisch aktive Substanz davon oder ein Salz davon, das die physiologischen Aktivitäten wie Antikrebsaktivität, Zellwachstum inhibierende Aktivität auf Krebszellen, Apoptosis induzierende Aktivität usw. zeigt. Der pharmazeutische Wirkstoff, der die durch die vorliegende Erfindung erhaltene Verbindung als wirksame Komponente verwendet, ist ein nützlicher pharmazeutischer Wirkstoff, insbesondere zur Erhaltung der Homeostase des lebenden Körpers.

Claims

Ein Cyclopentenonderivat dargestellt durch die folgende Formel [I] oder eine optisch aktive Substanz oder ein Salz davon:
worin R₁ und R₂ gleich oder unterschiedlich sind und jedes von ihnen eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe, geradkettige oder verzweigte Alkenylgruppe, aromatische Gruppe, aromatisch-aliphatische Gruppe oder H ist, unter der Bedingung, dass die Fälle ausgeschlossen sind, wo R₁ = R₂ = H, R₁ = R₂ = Benzylgruppe, R₁ = Benzylgruppe und R₂ = H, R₁ = H und R₂ = Benzylgruppe, R₁ = Methylgruppe oder Ethylgruppe und R₂ = H, oder R₁ = H und R₂ = Methylgruppe oder t-Butylgruppe.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Cyclopentenonderivates wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass 4,5-Dihydroxy-2-cyclopenten-1-on dargestellt durch die folgende Formel [III] und/oder ein optisch aktives Derivat davon mit einem Alkohol und/oder einem reaktiven Derivat davon entsprechend R₁ und R₂ des Cyclopentennonderivates entweder gleichzeitig oder nacheinander umgesetzt werden/wird.
Ein pharmazeutischer Wirkstoff, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er mindestens eine Verbindung ausgewählt aus dem Cyclopentenonderivat, einer optisch aktiven Substanz oder einem Salz davon nach Anspruch 1 als wirksame Komponente enthält.
Ein pharmazeutischer Wirkstoff nach Anspruch 3, welcher ein Antikrebswirkstoff ist.
Ein pharmazeutischer Wirkstoff nach Anspruch 3, welcher ein Apoptosis induzierender Wirkstoff ist.
Verwendung eines Cyclopentenonderivates dargestellt durch die Formel [II] zur Herstellung eines Antikrebswirkstoffes:
worin R₃ und R₄ gleich oder unterschiedlich sind und jedes von ihnen eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe, geradkettige oder verzweigte Alkenlygruppe, aromatische Gruppe, aromatisch-aliphatische Gruppe oder H ist, unter der Bedingung, dass der Fall ausgeschlossen ist, wo R₃ = R₄ = H.
Verwendung eines Cyclopentenonderivates dargestellt durch die Formel [II] zur Herstellung eines Apoptosis induzierenden Wirkstoffes:
worin R₃ und R₄ gleich oder unterschiedlich sind und jedes von ihnen eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe, geradkettige oder verzweigte Alkenylgruppe, aromatische Gruppe, aromatisch-aliphatische Gruppe oder N ist, unter der Bedingung, dass der Fall ausgeschlossen ist, wo R₃ = R₄ = H.