DE936268C

DE936268C - Verfahren zur Herstellung von neuen N-Methyl-trimethyl-colchicinsaeureamiden und ihren Salzen

Info

Publication number: DE936268C
Application number: DEC7861A
Authority: DE
Inventors: Emil Dr Schlittler; Andreia Dr Uffer
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1952-07-10
Filing date: 1953-07-09
Publication date: 1955-12-07

Description

Verfahren zur Herstellung von neuen N-Methyl-trimethylcolchicinsäureamiden und ihren Salzen Es ist bekannt, daß bei der Extraktion von Knollen der Herbstzeitlose (Colchicum autumnale L.) mit Alkohol und anschließend des in Wasser gelösten Alkoholextraktes mit Chloroform ein Gemisch kristallisierter Körper erhalten wird, aus dem sich durch Chromatographie neben Colchicin auch eine Verbindung vom F. = 18o bis 18z° abtrennen läßt, die den Namen »Substanz F« erhalten hat. Bei der Hydrolyse mit o,2°%iger Salzsäure erhält man aus »Substanz F« eine Oxyverbindung mit Säurecharakter, die bei 133 bis i34° schmilzt; [a]' = -234' ± 3° (in Chloroform). Nach den Untersuchungen ist »Substanz F« das N-Methyl-desacetylcolchicin der Formel (I) und das Hydrolyseprodukt die N-Methyl-trimethylcolchicinsäure der Formel (II) Gegenstand der Erfindung ist nun die Herstellung von Amiden der " N-Methyl-trimethylcolchicinsäure sowie deren Isoverbindungen und ihren Salzen. Diese Amide können am Amidstickstoff unsubstituiert oder durch All,yl-, Alkenyl- oder Cycloalkylreste oder durch Alkylenreste, die auch durch Heteroatome unterbrochen sein können, mono- oder disubstituiert sein, vor allem aber durch niedermolekulare Alkyl-oder Alkenylreste, wie Methyl, Äthyl, Propyl oder Allyl. Die neuen Amide entsprechen wahrscheinlich der Formel bzw. ihre Isoverbindungen wahrscheinlich der Formel in der R und R, Wasserstoff oder die obengenannten organischen Reste bedeuten.
Die Herstellung von Colchiceinamiden aus Colchicin und Ammoniak bzw. primären oder sekundären Aminen ist bereits beschrieben worden (vgl. Journ. of Amer. Chem. Soc., Bd. 73, 101, S. 1896, und Bd. 74, 1952, S. 318o; Zhur Obshchei Khim. [Journ. of Gen. Chem.], Bd.2i, 1951, S.735 bis 739 [referiert in Chem. A_ bstracts,1951, S. 9549 gj, undbritische Patentschrift 577 6o6). Diese Verbindungen besitzen, wie das Colchicin selbst, eine ausgesprochene antimitotische Wirksamkeit, sie hemmen also den Mechanismus der Zellteilung. Diese Wirkung ist sowohl bei normalen, in vitro gezüchteten Gewebekulturen (z. B. Fibroblasten) als auch bei Tumorgeweben (z. B. Ehrlichsche Mäusecarcinom-gewebekulturen) nachgewiesen worden (vgl. Naturwissenschaften, Bd. 33, 1946, S. 75 und ff.; Die Chemie, Bd. 55, 1942 S. 265 ff., und Zeitschrift für physiologische Chemie, Bd. 278, 1943 S. i75 und folgende).
Es ist jedoch andererseits bekannt, daß die Wirkstoffe der Herbstzeitlose äußerst toxisch sind; so liegt bei Mäusen bei intraperitonealer Injektion von Colchicin die letale Dosis LD 5o (also die Menge, bei deren Verabfolgung 50 °/e der eingesetzten Tiere sterben) bei 3 mg je kg Körpergewicht. Die Vergiftungserscheinungen von Colchicin äußern sich beim Menschen in Form von zentralnervösen Störungen und schweren Durchfällen. Diese hohe Giftigkeit von Colchicin und seinen Derivaten hat bis heute die Verwendung dieser Verbindungen für die Hemmung von Zellteilungen in bösartig erkrankten Geweben, also zur Therapie von Tumoren des Menschen, weitgehend behindert.
Es hat nicht: an Versuchen gefehlt, durch Abwandlung des Colchicinmoleküls zu weniger toxischen Derivaten mit günstigerer therapeutischer Breite zu gelangen. Wohl sind Derivate mit einer etwas höheren mitosehemmenden Wirkung gefunden worden, aber eine für die therapeutische Verwendung notwendige Erniedrigung der Toxizität konnte nicht erzielt werden.
Es wurde nun gefunden, daß die nach vorliegendem Verfahren herstellbaren Verbindungen Überraschenderweise eine bedeutend niedrigere allgemeine Toxizität als das Colchicin und seine bisher bekannten Derivate aufweisen.

Die folgende Tabelle zeigt eine Gegenüberstellung einiger Vertreter der nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren Verbindungen und Colchicin bzw. Colchiceinamiden. Die Toxizität ist als LD-5o-Dosis bei der Maus in mg je kg Körpergewicht angegeben. Die Verbindungen wurden in einer einmaligen Gabe intraperitoneal injiziert, und es wurde diejenige Menge bestimmt, bei deren Verabfolgung 500/, der eingesetzten Tiere starben, wobei der Tod meist i bis 3 Tage nach der Anwendung eintrat. Die Wirkung der untersuchten Verbindungen wird an Hand der Hemmung der Zellteilung von Hühnergefäßfibroblasten gezeigt. Für die Versuche wurden die Verbindungen in Tyrode-Lösung (d. h. in einer Lösung aus 8 g NaCl, o,2 g KCl, o,2 g CaC12, 0,19 M9C12, 5o g Na2HP04, i g Na HC03 und i g Glucose in iooo cm3 Wasser) gelöst und mit dieser Lösung Gewebekulturen 24 Stunden nach der letzten Teilung innerhalb von 8 Stunden überschichtet. Die zur Hemmung der Zellteilung notwendige Mindestkonzentration der Stoffe ist in y je cm3 Lösung angegeben.

Toxizität Wirksamkeit

Verbindungen LD So der Mindest-

(mg j e kg) konzentration

in y je cmg

N-Methyl-trimethyl-

colchicinsäure-methyl-

amid ................ 180 o,oi

N-Methyl-trimethyl-

colchicinsäure-äthylamid 130 o,oi

N-Methyl-trimethyl-

colchicinsäure-dimethyl-

amid ................ Zoo 0,1

N-Methyl-trimethyl-

colchicinsäure-piperidid 250 0,1

zum Vergleich

Colchicin ............... 3 - o,oi

Colchicinmethylamid .... 5 o,oi

Colchicindimethylamid ... io o,oi

Aus der Tabelle geht eindeutig hervor, daß die Amide der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure etwa 50-bis ioomal weniger toxisch sind als das Colchicin und die entsprechenden Colchiceinan-iide, während die antimitotische Wirkung ungefähr gleich bleibt. Auch die übrigen erfindungsgemäß beschriebenen Amide zeigen eine starke Hemmung der Zellteilung neben geringer Toxizität.

Die neuen Verbindungen wurden weiterhin auf ihre Wirkung als Mitosegifte für Tumorgewebe geprüft. Dabei hat es sich gezeigt, daß z. B. das Methylamid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure in den folgenden Tumoren: Ehrlich-Carcinom, Adenocarcinom E O 771, Adenocarcinom Ciba, Uterus Epitheliom T-8 Guerin, Flexner-Johlin-Carcinom, eine deutliche Hemmung des Tumorwachstums bewirkt.
Aus diesen Versuchen ist zudem eindeutig hervorgegangen, daß zwischen der auf Tumorzellen im Tier wirksamen Dosis und dem allgemeinen toxischen Verhalten eine günstigere Beziehung besteht als beim Colchicin bzw. den Colchiceinamiden.
Die neuen Amide werden gewonnen, indem man die N-Methyl-trimethylcolchicinsäure (Formel II) oder ihre reaktionsfähigen funktionellen Derivate, insbesondere solche, in denen die Oxygruppe eine verätherte,wie die Methoxygruppe, oder eine mit starken anorganischen oder organischen Säuren, wie Salzsäure oder p-Toluolsulfonsäure, veresterte Oxygruppe ist, oder deren Isoverbindungen mit Ammoniak, primären oder sekundären Aminen umsetzt und gegebenenfalls die erhaltenen Basen in ihre Salze überführt. Man arbeitet vorteilhaft unter Druck und bei erhöhter Temperatur. Die Salzbildung wird durch Umsetzung der Basen mit Säuren erzielt.
Die Ausgangsstoffe sind bekannt oder können nach an sich bekannten Methoden gewonnen werden (vgl. Helv. Chim. Acta, Bd. 37, 1954, S. 18 und folgende).
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher beschrieben.
Beispiel i 0,5 g N-Methyl-desacetylcolchicin löst man in 2 cm3 3,5 molarer alkoholischer Methylaminlösung, erwärmt hierauf 4 Stunden im verschlossenen Rohr auf dem siedenden Wasserbad und saugt nach dem Erkalten von den gebildeten prachtvollen gelben Prismen ab. Nach einmaliger Kristallisation aus Äther-Pentan erhält man das Monomethylamid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure vom F. = 213 bis 214° in quantitativer Ausbeute; [a]D = - 8o° ± 4° ,(Chloroform). Es besitzt die Formel Beispiel 2 0,5 g N-Methyl-desacetylcolchicin löst man in o,5 cm3 einer 15°/oigen methanolischen Dimethylaminlösung und erwärmt io Stunden auf dem Wasserbad im geschlossenen Rohr. Nach dem Erkalten und Eindampfen der Mischung nimmt man in Äther auf und versetzt mit Pentan bis zur bleibenden Trübung. . Man erhält das Dimethylamid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure in gelben Rosetten vom Doppelschmelzpunkt 127 bis i28° und 155 bis i56° in quantitativer Ausbeute; [a]ö = -f-326° iL 4° (Chloroform). Es besitzt die Formel Beispiel 3 0,3. g N-Methyl-desacetylcolchicin werden in 2 cm3 Alkohol gelöst und mit o,2 cm3 Allylamin versetzt, dann erhitzt man 5 Stunden auf dem siedenden Wasserbad im verschlossenen Rohr und läßt einige Zeit bei Zimmertemperatur stehen. Nach dem Eindampfen und Aufnehmen des Rückstandes in Äther versetzt man die Lösung mit Pentan bis zur bleibenden Trübung. Man erhält das Allylamid der N-Methyltrimethylcolchicinsäure in prachtvollen gelben Prismen vom F. = 141 bis i42°; [a]',' = - 70° + 4° (Chloroform). Es besitzt die Formel Beispiel 4 0,3 g N-Methyl-desacetylcolchicin löst man in 1,5 cm3 Alkohol und versetzt mit o,2 cm3 n-Butylamin, dann erhitzt man 5 Stunden auf dem siedenden Wasserbad, löst nach dem Erkalten und Eindampfen den Rückstand in Äther und versetzt die Lösung mit Pentan bis zur bleibenden Trübung. Das n-Butylamid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure kristallisiert nach dem Animpfen oder Kratzen in sehr schönen gelben Rosetten. F. = r28 bis i29°; [a]' = - 58° :h 4° (Chloroform). Es besitzt die Formel o,5 g N-Methyl-trimethylcolchicinsäure werden in 5 cm3 einer 3,5 n-alkoholischen Monomethylaminlösung aufgenommen und im Einschmelzrohr 5 Stunden auf 15o° erhitzt. Nach dem Erkalten engt man die Lösung im Vakuum ein, nimmt den gelben Rückstand in Chloroform-Äther (i : 4) auf, schüttelt unter Eiskühlung die Lösung mit Na 0 H, wäscht mit Wasser neutral und engt nach dem Trocknen mit Natriumsulfat im Vakuum ein. Man erhält o,2 g eines gelben Schaumes, den man in Äther aufnimmt. Nach dem Animpfen wird das im Beispiel i beschriebene Monomethylamid der N-Methyltrimethylcolchicinsäure in sehr schönen gelben Prismen erhalten. F. = 213 bis 214°; [a]',' = -80° 4° (Chloroform).
Beispiel 6 0,3 g N-Methyl-desacetylcolchicin werden in 2 cm3 Alkohol mit 0,3 cm3 n-Octylamin versetzt und die Mischung 5 Stunden im Einschmelzrohr auf 95 bis ioo° erhitzt. Nach dem Abkühlen wird über io g Aluminiumoxyd (Aktivität II bis III nach Brockmann) chromatographiert, mit Benzol eluiert und das Eluat im Vakuum eingedampft. Das erhaltene n-Octylamid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure stellt eine amorphe, schaumige, hellgelbe Masse dar, die sich im Papierchromatogramm als einheitlich erweist. Es ist in Wasser zu 0,5 °/o und in der berechneten Menge verdünnter Salzsäure als Hydrochlorid löslich. Es entspricht der Formel Beispiel 7 o,3 g N-Methyl-desacetylcolchicin werden in 2 cm3 Alkohol mit 0,3 cm3 Isobutylamin versetzt, und die Mischung wird darauf 5 Stunden im Einschmelzrohr auf 95 bis ioo° erhitzt. Nach dem Abkühlen wird über io g Aluminiumoxyd (Aktivität II bis III nach B r o ckmann) chromatographiert, mit Benzol elniert und das Eluat im Vakuum eingedampft. Das erhaltene Isobutylamid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure stellt eine amorphe, schaumige, hellgelbe Masse dar, die sich im Papierchromatogramm als einheitlich erweist. Es ist in Wasser zu 0,5 °/o und in der berechneten Menge verdünnter Salzsäure als Hydrochlorid löslich. Es entspricht der Formel Beispiel 8 0,3 g N-Methyl-desacetylcolchfcin löst man in 2 cm3 Methanol und versetzt das Gemisch mit o,2 cm3 Pyrrolidin. Dann erhitzt man es 4 Stunden im geschlossenen Rohr im siedenden Wasserbad. Nach dem Abkühlen engt man die citronengelbe Lösung im Vakuum zur Trockne ein und nimmt den erhaltenen Schaum in Äther auf. Nach dem Kratzen mit dem -. Glasstab kristallisiert das N, N -Tetramethylen -(i, 4)-amid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure der Formel in kleinen prismatischen Kristallen. Nach dem Umkristallisieren aus Äther schmilzt es bei i72 bis 174°; [a]v = -i-534° ± 4° (Chloroform).
Beispiel 9 0,3g N-Methyl-desacetylcolchicin löst man in 2 cm3 Methanol und versetzt das Gemisch mit o,2 cm3 Piperidin. Dann erhitzt man es 4 Stunden im geschlossenen Rohr im siedenden Wasserbad. Man arbeitet die Reaktionslösung wie im Beispiel 8 auf und kristallisiert das erhaltene Produkt aus Pentan um. Das in Form kleiner mikrokristalliner Drusen erhaltene N, N-Pentamethylen-(i,5)-anid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure der Formel schmilzt bei 151 bis z52°; [a]ö = -i-76° L 4° (Chloroform).
Beispiel io 0,3g N-Methyl-desacetylcolchicin werden wie im Beispiel 8 in 2 cm3 Methanol mit o,2 cm3 Cyclohexylamin umgesetzt und die Reaktionslösung in der dort geschilderten Weise aufgearbeitet. Das erhaltene Produkt wird aus Äther kristallisiert. Das Cyclohexylamid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure der Formel stellt ein gelbes Kristallpulver dar und schmilzt bei 166 bis 168°; [a]ö = -76° ± 4°.
Beispiel 11 0,3g N-Methyl-desacetylcolchicin werden in 2 cm3 Methanol wie im Beispiel 8 mit o,2 cm3 Äthanolamin umgesetzt und die Reaktionslösung in der dort beschriebenen Weise aufgearbeitet. Das erhaltene Produkt wird aus Äther in Form von Nadeln kristallisiert. Es stellt das ß-Oxy-äthylamid der N-Methyltrimethylcolchicinsäure der Formel dar. Es besitzt einen Doppelschmelzpunkt 94 bis 96° und 147 bis 14g°; [a]ö = - 86 4° (Chloroform). Beispiel 12 0,3 g N-Methyl-desacetylcolchicin werden in 2 cm3 Methanol mit o,2 cm3 Isopropylamin in der im Beispiel 8 beschriebenen Weise umgesetzt und aufgearbeitet. Das erhaltene Isopropylamid der N-Methyltrimethylcolchicinsäure der Formel kristallisiert in gelben flachen Nadeln und schmilzt bei 159 bis 16o°; [a]ö = - 8o° 1 4° (Chloroform). Beispiel 13 1 g N-Methyl-trimethylcolchicinsäure übergießt man mit 100 cm3 konzentriertem wäßrigem Ammoniak (28-bis 3o°/oig) und läßt bei Zimmertemperatur 2 Tage stehen. Das Amid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure der Formel scheidet sich in gelben Prismen ab. Es wird abgenutscht und aus Essigester umkristallisiert; F. =198 bis 2oo°; [a], = -17° :L 3° (in Chloroform). Die Substanz hat die Neigung, mit Lösungsmittel zu kristallisieren. Das Lösungsmittel wird erst im Hochvakuum bei 15o° abgegeben. Aus Wasser kristallisiert, schmilzt die Verbindung bei 12o bis 125°. Das erhaltene Produkt kann durch Umkristallisieren aus Essigester in die obengenannte Verbindung vom F. = 198 bis 2oo° übergeführt werden.
Beispiel 14 7,g N-Methyl-desacetylcolchicin werden in 5 cm3 Methanol gelöst und mit 1 cm3 Monoäthylamin versetzt. Das Gemisch wird 4 Stunden im verschlossenen Rohr im siedenden Wasserbad erwärmt. Nach dem Eindampfen im Vakuum wird der Rückstand aus Äther umkristallisiert. Man erhält das Äthylamid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure in citronengelben, prismatischen Kristallen. F. = 125 bis 126°; [a] 27 7o' :-L 3° (Chloroform). Es besitzt die Formel Beispiel 15 2 g N-Methyl-desacetylcolchicin löst man in 5 cm3 Methanol, versetzt mit 3 cm3 Diäthylamin und erwärmt das Gemisch 4 Stunden im verschlossenen Rohr im siedenden Wasserbad. Nach dem Eindampfen wird der Rückstand über Aluminiumoxyd chromatographiert. Mit Chloroform-Petroläther i : 4 eluiert man das Diäthylamid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure, welches aus Äther in Form orangegelber Prismen kristallisiert. F. = 137 bis z38°; [ 26 _ -L 450° :L 4° (Chloroform). Es besitzt die Formel Beispiel 16 i g N-Methyl-desacetylcolchicin löst man in 5 cm3 Methanol, versetzt die Lösung mit o,8 cm3 Äthylenimin und erwärmt 5 Stunden im geschlossenen Rohr auf siedendem Wasserbad. Nach dem Eindampfen im Vakuum chromatographiert man den Rückstand über Aluminiumoxyd. Mit Chloroform wird das N, N-Dimethylen-(i, 2)-amidderN-Methyl-trimethylcolchicinsäure eluiert, welches aus Äther in hellgelben Nadeln kristallisiert. F. = 146 bis z47°; [a] ö = - 9o° zL 4° (Chloroform). Es besitzt die Formel

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von neuen N-Methyl-trimethylcolchicinsäureamiden und ihren Salzen, dadurch gekennzeichnet, daß man N-Methyl-trimethylcolchicinsäure oder ihre funktionellen reaktionsfähigen Derivate oder deren Isoverbindungen mit Ammoniak, primären oder sekundären Aminen umsetzt und, falls erwünscht, die erhaltenen Basen in ihre Salze überführt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man N-Methyl-desacetylcolchicin oder seine Isoverbindung als Ausgangsstoff verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Amine besonders niedermolekulare Alkylamine, Alkenylamine, Alkylenimine, Cycloalkylamine verwendet.