NO144632B - Analogifremgangsmaate ved fremstilling av nye terapeutisk aktive dianhydroheksitid-acyl-derivater - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en analogifremgangsmåte ved fremstillling av nye terapeutisk aktive forbindelser med formel -

I

hvori Q betyr en acetyl-, kloracetyl-, p-karbometoksy-propionyl-, 3-fenyl-propionyl- eller y- fenyl-butyryl-gruppe.

Bianhydro-sukkeralkohol-derivatene av diepoksydtypen, som L-l,2-3,4-diepoksy-butan, 1,2-5,6-dianhydro-D-mannitol og 1,2-5,6-dianhydro-dulcitol er kjente midler med anticarcino-

gen virkning (Jarman, M. Ross. W.X.j.: The formation of epox-

ides from substituted hexitols. Carbonhydrate Research 9,139.

1969, Jarman, M. Ross, W.CJ.: Formation of 1,2-5,6-dianhydro-D-mannitol from 1,6-dibroma- and 1,6-dimethanesulphonoxy-l,6-dideoxy-D-mannitol. Dhem.Ind. 42, 1789. 1967, Elson, A.L. ,

Jarman, M. Ross, W.C.J.: Toxicity, haematological effeets and antitumour activity of epoxides derived from disubstituted hexitols. Europ.J.Cancer 4, 617. 1968.)

Blant disse forbindelsene besitter 1,2-5,6-dianhydro-

dulcitol de gunstigste farmakologiske egenskapene.

(Nemeth, L., Institåris, L., Somfai, S., Gal, F., Pålyi , I.,

Sugér, J., Csuka, 0., Szentirmay, Z. , Kellner, B.:. Pharmaco-

logy and antitumoral effect of dulcitoldiepoxide. (1,2-5,6-dianhydro-galactitol, NSC-132313). Cancer Chemotherapy Rep.

1.56, 593. 1972, Institåris, L., Nemet, L., Somfai, S., Gål,

F., Hercsel, I., Zaka, S., Kellner, B.: Investigation into

the Correlation of Cytostatic Activity with the in vitro Di-

epoxide Formation on.some. Terminally Substituted Hexitols.

Neiplasma 17, 1, 15-24. 1970).

De intramolekylære reaksjonene mellom de frie hydroksylgruppene

og epoksydringene forårsaker dog i pufret vandig losning også

i fravær av biologiske medier omvandlinger av forbindelsene.

Disse omvandlingene gir med henblikk på den cytostatiske virkningen ugunstige eller toksiske metabolitter.

For å unngå nevnte folger tas tilsvarende beskyttelsesgrupper

til hjelp som avspaltes under biologiske betingelser, hvorved diepoksyforbindelsene oppstår som aktive metabolitter. Des-

suten modifiserer beskyttelsesgruppene av hydroksylgruppen los-elighetskarakteren av det ekstremt vannloselig heksitol-diepoksydet med henblikk på den cytostatiske virkningen for det meste gunstig.

Anvendelsen av slike forbindelser viser seg også fordelaktig

utfra andre farmakologiske overlegninger. De tidligere tumor-forsokene tyder på dette: som ble gjennomfort under anvendelse av enkelte medlemmer i denne forbindelsesrekken. Resultater viser f.eks. den betydelige senkningen av toksisiteten og virkningensendringene som utoves på tumorspekteret (forskjel-

lige tumortyper).

Undersokelse av den toksikologiske og anticar. cinoqene virkningen til 1, 2- 5„ 6- dianhvdro- 3, 4- diacyl- dulcitol

Antitumorvirkningen til de fremstilte diepoksy-diacyl-dulcitol-derivatene uridersokes på transplanterte tumorer av ani-malsk opprinnelse. Hver av de fremstilte forbindélsene hindret avhengig av dosen veksten av de transplanterte tumorene.

Den toksikologiske og anticarcinogene virkningen av 4,6-diepoksy-diacyl-dulcitol ble sammenlignet den oppnådde virkningen til 1,2-5,6-dianhydro-dulcitol (utgangsdulcitol) i forskjellige forsokssystemer.

Betegnelse av forbindelsene

DAD = 1,2-5, 6-dianhydro-dulcitol

Diac-DAD = 1,2-5,6-dianhydro-3,4-di-(acetyl)-dulcitol DS - DAD = 1,2-5,6-dianhydro-3,4-di-(p-karbometoksy-propionyl)-dulcitol

FB - DAD = 1,2-5,6-dianhydro-3 ,4-di (jf-f enyl-butyryl) -dulcitol FP - DAD = 1,2-5,6-dianhydro-3 ,4-di-((3-f enyl-propionyl )-dulcitol

CA-DAD = 1,2-5,6-dianhydro-3,4-di-(kloracetyl)-dulcitol

Akutt toksisitet

Den akutte toksisiteten ble bestemt på normale Swiss-mus. Dødeligheten ble fastslått etter engangs dosering etter 21 dager.

Toksisiteten synker parallelt tilnærmet molekylvektens okning. Dodelighet oppnås så vel etter intraperitoneal som etter oral forgiftning på 5.-9. dag. Derav vises samtidig at alle midler (virkestoffer) også resorberes godt i mage-tarm-trakten.

Kumulerende egenskaper ( toksisk kumulering)

Kumuleringsresten ble bestemt ifolge Druckreys metode.

t

Virkning på transplantasjonstumorer

a) Ehrlich Ascites Carcinoma

Tumoren med 5 mill. tumorceller ble injisert i.p. i en mus.

Behandlingen ble påbegynt 24 timer etter tumorinjiseringen og gjentatt daglig over 6 henholdsvis 8 dager.

b) Walker 256 Carcinosarcoma Intramuscularis

Etter 24 timer fra injiseringen av 20 mill. tumorceller ble

det gjennomfart en engangsbehandling. For bestemmelse av de terapeutiske indeksene ble det tatt den minste dosen som på den 10. dag forte til en bedommelse av en 90% overskridende tumorinhibering.

Alle undersokte midler er meget virksomme. Den terapeutiske indeksen for de nye midlene er gunstigere enn den for de usub-stituerte DAD, grensedosisen utgjor ved forbindelsene DAD, Diac-DAD og CA-DAD 8-10 mM, ved DS-, FB- og FP-DAD det dobbelte.

Den gjennom diacyl-diepoksydene fremkalte betydelig minskning av toksisiteten ledsages bare av en måtelig minskning av den anticarcinogene virkningen.

c) Virkning på Harding- Passey s. c. Melanoma

Den 1angsomtvoksende, mindre påvirkbare kjente tumoren ble

fremkalt gjennom s.c. transplantasjon av et stykke tumorvev. Behandlingen ble begynt 24 timer etter transplantasjonen.

Målingene skjedde på den 21. dag av forsoket.

Virkningen av de foreslåtte forbindelsene på disse langsomt-voksende, mindre' ømfintlige tumorer overfor anticarcinogene midler, overgår vesentlig virkningen av de epoksyder som tjener som kontroll.

d) Virkning på Guérin Carcinoma

Virkningen av Diac-DAD er avhengig av dosen. Virkningen av

de andre midlene ved samme dose er likeledes gunstig.

Sammenfattende kan man fastslå at toksisiteten av de undersokte diepoksy-diacyl-dulcitol-forbindelsene i sammenligning med det opprinnelige epoksydet er sunket. Den anticarcinogene virkning av midlet kunne påvises på flere transplanterbare Tumor (Ehrlich ascites, Walker Carcinosarcoma, Harding-Passey Melanoma, Guérin Carcinoma), i enkelte tilfeller har disse sogar en bedre tumorinhibering enn det opprinnelige diepoksydet

(Harding-Passey Melanoma).

Den beregnede terapeutiske indeks for Walker Carcinosarcoma er bedre hos alle nye midler enn den for DAD. Midlene resorberes godt i mage-tarm-trakten.

Med hensyn til rekkefølgen for innføring av acyloksygruppen og epoksydringen er to prinsipielle veier mulige: a) Påfølgende oppbygning av epoksydringen ut fra 3,4-diacyl-derivater

b) Acylering av 1,2-5,6-dianhydro-heksitol.

For fremstilling av de nye forbindelsene valgte man veien b),

fordi oksiranringdannelse etter acyleringen er forbundet med vanskeligheter. Ringslutningen skjer nemlig i alkalisk medium, hvori substituentene kan avspaltes.

1,2-5,6-dianhydro-heksitol Forbindelse av formel I

Foreliggende oppfinnelse er altså karakterisert ved at man omsetter det tilsvarende 1,2-5,6-dianhydro-heksitol med et acyleringsmiddel som angir de innledningsvis definerte Q-grupper.

I nærmere detalj fremstilles de nye forbindelsene som føl-ger: 1 mol 1,2-5,6-dianhydroheksitol opploses i vannfritt, organisk løsningsmiddel, fordelaktig i benzen eller i en benzen-homolog ved et volum/vektdelsforhold på 40. Deretter tilsetter man losningen 2,0-3,01 mol av en organisk syrebindende base eller et uorganisk syrebindende middel. I enkelte tilfeller kan den syrebindende basen (f. eks. triétylamin eller pyridin) tilsettes i stort overskudd. Derved tjener dette overskuddet som løsningsmiddel. Losningen som inneholder det syrebindende midlet tilsetter man 2 mol acyleringsmiddel i form av en for-tynnet, ca. 0,5 m løsning, sådann at reaksjonstemperaturen i hvert.fall forblir under reaksjonsblandingens kokepunkt. En tilsetningstemperatur på 20-50°C er hensiktsmessig. Etter avslutningen av tilsetningen rores reaksjonsblandingen 10-180 min. ved denne temperaturen. I mange tilfeller er det nbd-vendig å rore 10-24 timer etterpå ved romtemperatur.

Opparbeidingen av reaksjonsblandingen kan skje på to forskjellige måter, avhengig av om det som acyleringsmiddel anvendes syrehalogenid, henholdsvis syreanhydrid eller ester.

a) Ved acyleringen med syrehalogenider filtreres de utfelte saltene etter reaksjonen henholdsvis etterroringen fra reaksjonsblandingen og vaskes med et vannfritt organisk løsnings-middel, fordelaktig med benzen. Den rene losningen inndampes ved en temperatur på 50°C til tbrrhet, resten blandes med metylalkohol eller andre løsningsmidler (fortrinnsvis med eter, etylacetat eller andre blandinger o.s.v.), og avkjøles så. Etter krystallisasjonen frafiltreres det erholdte produktet. Fra moderluten kan det utvinnes ved konsentrasjon eller utfel-ning med løsningsmiddel ytterligere krystallinsk produkt

(II generasjon). Produktet utgjor nær 10-20% av det opprinne-

lige produktet (I generasjon).

De erholdte produktene så vel I som II generasjon renses eventuelt ved omkrystallisasjon, eventuelt flere gangers omkrystallisasjon (hovedsakelig ved II generasjon).

b) Ved acyleringen med syreanhydrider eller estere inndampes reaksjonsblandingen etter reaksjonens avslutning til halvparten

av dets opprinnelige volum og den inndampede reaksjonsblandingen helles under omrbring i 2-3 ganger volumet isvann. Den vandige fasen adskilles fra den organiske fasen. Såfremt, den vandige fase har en sur pHj vaskes den organiske fasen nbytral

helst ved utrystning med 5-10%'ig natriumhydrogenkarbonat-lbsning. Etter adskillelsen som folger den siste vaskingen inndampes den organiske fasen under redusert trykk og resten opp-arbeides videre ifblge forskriften i punkt a). (Blanding med løsningsmiddel, utkrystallisasjon og eventuelle omkrystallisa-sjoner).

Som utgangsstoffer anvendes 1,2-5,6-dianhydro-D-mannitol (smeltepunkt: 64-66°C, [oc]^ = +40° i vann, c = 1,25) hhv. 1,2-5,6-dianhydro-dulcitol (smeltepunkt: 98,5°C , [oc]D = +2°

i vann, c = 1,25). Fremstillingen av disse forbindelsene er beskrevet i litteraturen. (Jarman, M. Ross, W.C.J.: The formation of epoxides from substituted hexitols. Carbohydrate Research 9, 139.1969, jarman, M. Ross, W.C.J.: Formation of 1,2-5,6-dianhydro-D-mannitol from 1,6-dibromo- and 1,6-dime-thanesulphonoxy-1,6-dideoxy-D-mannitol. Chem. Ind. 4_2, 1789. 1967).

Som medium henholdsvis lbsningsmiddel finner de vannfrie organiske løsningsmidler anvendelse som ikke står i noen kjemisk vekselvirkning med reaksjonskomponentene, d.v.s. ikke reagerer med dem. Egnede løsningsmidler er de homologe av alifatisker-, cykloalkyl- og aromatiske hydrokarboner eller halogenerte hydrokarboner. Som medium er sogar de organiske syrebindende basene (f. eks. trietylamin, pyridin, o.s.v.) egnet, når de anvendes i tilsvarende overskudd. For vasking av det frafiltrerte saltet tar man hensiktsmessig den mengden vannfritt løsningsmiddel som svarer til den opprinnelige mengden anvendt løsningsmiddel for å unngå at det oppstår en losningsmiddel-blanding. Slike losningsmiddelblandinger vanskeliggjør nemlig opparbeidingen av reaksjonsblandingen.

Som acyleringsmidler kommer syrehalogenider, syreanhydrider, blandede syreanhydrider eller ester, fortrinnsvis forbindelser med den generelle formel R-CO-X på tale, hvori R betyr en eventuelt substituert alkyl-, aryl-, aralkyl-, cykloalkyl-, alkyliden-cykloalkyl-, heterocyklisk eller alkyliden-heterocyklisk gruppe; X et halogenatbm eller en OR'-gruppe - hvori R' står for alkyl-, aryl-, acyl- eller aralkyl-gruppen.

Som syrebindende midler kan anvendes tertiære aminer, trialkyl-aminer, deres homologe, videre alkalikarbonater. Anvendelsen av trietylamin som loser 1,2-5,6-dianhydro-heksitider godt og hvorav de dannede salter lett kunne isoleres viste seg som fordelaktige.

Reaksjonsbetingelser: Acyleringen skjer i sin alminnelighet ved- en temperatur på 20-50°C. En unntagelse danner syrehalo-genidene som i oc-stilling er utstyrt med store romutfyllende grupper. Ved anvendelse av dem ved 50°C er en reaksjonstid på 1-3 timer nødvendig for å gjennomføre reaksjonen med godt utbytte. Den maksimale temperaturen kan nå kokepunktet for det anvendte losningsmidlet, henholdsvis reaksjonsblandingen. Temperaturen reguleres normalt ved tilsetningshastigheten

av acyleringsmidlet. En ytre kjøling er knapt nødvendig.

Den benyttes bare når tilsetningen av acyleringsmidlet skjer

for raskt i begynnelsen.

Det er særlig viktig at utgangsf.orbindelsene, løsningsmidler, syrebindende midler og reagensene (acyleringsmiddel) er full-stendig vannfrie. Denne tilstanden må ubetinget kontrolleres for anvendelsen og»om nodvendig, må forbindelsene underkastes videre vannfjerning og rensning.

Den farmakologiske anvendelsen av de anticarcinogene nye acy-lerte dianhydro-heks±ol-forbindelsene kan skje på forskjellige måter: Per os: den rene aktivsubstansen selv eller den rene aktivsubstansen med de for tablettering vanlige hjelpemidler (stivelse, laktose, talkum) blandet i form av tabletter.

Intravenost: i vandig losning eller i losning i et fysiologisk inert organisk løsningsmiddel (forskjellige glykoler, o.s.v.)

Intramuskulært: i form av losning som ovenfor angitt eller

i form av suspensjon.

Intraperitonealt eller intracavitalis: også i form av losninger eller suspensjoner som ovenfor.

Lokalt: (in loco): i huden eller på operasjonsstedet anvendes aktivsubstansen selv eller blandet med vanlige antibakterielle-og sårmidler (su1fonamider, cortikoider, vitaminer, o.s.v.).

Aktivsubstanskonsentrasjon i de forskjellige preparatene:

Fremstillingen av de anticarcinogene forbindelsene ifolge oppfinnelsen belyses gjennom de følgende eksempler.

Eksempel 1

Fremstilling av 1, 2- 5, 6- dianhydro- 3, 4- diacetyl- dulcitol

I en 100 ml trehalvskolbe med rorer, tilbakelopskjoler og dråpetrakt forelegges 1,46 g (10 minol) dianhydro-dulcitol og 60 ml abs. benzen og rores 10 min. ved romtemperatur.

Til losningen settes 2,8 ml (20 mmol) abs. trietylamin (eller 2,45 gd.v.s. 20 m ol vannfritt kaliumkarbonat) og 2,45 g d.v.s. 1,4 7 ml (20 nmol) friskt destillert acetylbromid lost i 5 ml abs. benzen, rores 20 min. ved romtemperatur, så avsuges det utfelte trietylamin-hydrobromid på et glassfilter G3 og vaskes grundig med abs. benzen. De samlede filtratene inndampes i vakuum, den resterende sirup tilsettes 15 ml abs. eter og 5 ml abs. metylalkohol og avkjoles, hvorved straks en krystallinsk felling inntreffer. Blandingen blir latt stå natten over i kjoleskap, de utfelte krystallene avsuget og deretter omkrystallisert fra metylalkohol. Man får hvite nålaktige krystaller. Utbytte: 1,65 g ( 71 ,!/ <>) . Smeltepunkt: 91°C$

Rf = 0,63 (benzen : metylalkohol = 90:15) -

Eksempel 2

Fremstilling av 1, 2- 5, 6- dianhydro- 3, 4- diacetyl- dulcitol med eddiksvreanh<y>drid

I en 100 ml trehalvskolbe med rorer, tilbakelopskjoler og dråpetrakt forelegges 1,46 g (10 mmol) dianhydro-dulcitol og 60 ml abs. benzen (eller vannfritt toluen) og rores 10

min. ved romtemperatur. Til losningen settes 2,8 ml (20 mmol) abs. trietylamin, 2,04 g d.v.s. 2,0 ml (20 mmol) friskt destillert eddiksyreanhydrid lost i 5 ml benzen over en time ved romtemperatur, så rores videre to timer ved 50°C. Losningen inndampes til torrhet, opptas så med 20 ml vann, rystes med 30 ml benzen, benzenet vaskes med en 10%'ig natriumhydrogen-karbonatolosning, torkes over magnesiumsulfat, filtreres og inndampes. Til den resterende sirup settes 15 ml abs. eter

og 5 ml abs. metanol, avkjoles, hvorved en momentan krystallinsk utfeining opptrer. Blandingen blir latt stå over natten i kjoleskap, så frafiltreres de utfelte krystallene og omkrystalliseres fra metylalkohol. Man erholder hvite nålaktige krystaller. Utbytte: 1,65 g (71,7%); Smeltepunkt: 91°C-, Rf = 0,63 (benzen : metylalkohol = 90:15).

Eksempel 3

Fremstilling av 1. 2- 5, 6- dianhvdro- 3, 4- diacetyl- dulcitol med p- nitrofenylacetat

I en 100 ml trehalvskolbe med rorer, tilbakelopskjoler og dråpetrakt forelegges 1,46 g (10 mmol) dianhydro-dulcitol og 60 ml abs. benzen (eller vannfritt dikloretan) og rores 10 min. ved romtemperatur. Losningen tilsettes 2,8 ml (20 mmol) abs. trietylamin og 3,62 g (20 mmol) p-nitro-fenylacetat, rores 6 timer ved 50°C og blir latt stå natten over ved romtemperatur. Losningen som inneholder det organiske losningsmidlet blir rystet med 20 ml vann og torket over magnesiumsulfat.

Den resterende sirup blir tilsatt 15 ml abs. eter og avkjolt. Blandingen får stå natten over i kjoleskap, så blir de utfelte krystaller suget av på et glassfilter G2. Utbytte: 2,5 g. Smeltepunkt: 72-78°c. Det således erholdte gule krystallinske produktet renses som folger: Krystallene loses i 20 ml benzen og behandles med dietylamino-propylamin. Etter en time tilsettes 10 ml vann og det hele fylles i en skylletrakt, den vandige fasen adskilles og opera-sjonen gjentas med 10 ml vann. Benzenlosningen torkes over magnesiumsulfat og inndampes. Den resterende sirup tilsettes 15 ml abs. eter og 5 ml abs. metanol og blir latt stå natten over i kjoleskap, så suges krystallene av.

Utbytte: 1,58 g (69%); Smeltepunkt: 90°C.

Rf = 0,63 (benzen : metylalkohol = 90:18).

Analyse

Når 1,2-5,6-dianhydro-D-mannitol tas som utgangsmaterial

oppnås etter ovenstående metode 1,65 g (70%) 1,2-5,6-dianhydro-3,4-diacetyl-D-mannitol.

Eksempel 4

Fremstilling av 1, 2- 5, 6- dianhvdro- 3. 4- di- kloracetyl- dulcitol

I en 200 ml trehalvskolbe med rorer, tilbakelopskjoler og dråpetrakt forelegges 5 g (34 mmol) dianhydro-dulcitol og 150 ml abs. benzen. Etter fire timers rbring tilsettes blandingen 10 ml (70 mmol) abs. trietylamin (eller 5,7 ml abs. pyridin)

og så innen ca. 5 min. ved romtemperatur tildryppes 8,94 g

(6 ml; 68 mmol) friskt destillert kloracetyl-kloridlosning

i 5 ml abs. benzen. Blandingen rores 30 min. ved romtemperatur, så avsuges trietylamin-hydrokloridet på et glassfilter G3 og filterkaken vaskes grundig med benzen. De samlede filtratene inndampes i vakuum. Den resterende sirupen tilsettes 15 ml abs. eter og 10 ml abs. metylalkohol, avkjoles, hvorved en momentant krystallutfelling inntreffer. Blandingen blir latt stå natten over i kjoleskap, så avsuges de utfelte krystallene og omkrystalliseres fra metylalkohol. Man erholder hvite nålaktige krystaller.

Utbytte: 4,4 g (43%); Smeltepunkt: 102°C.

Analyse:

De videre eksemplene 5-8 er sammenfattet tabellarisk for å gi bedre oversikt. Sluttproduktene i de følgende eksemplene ble fremstilt som på den i de foregående eksemplene beskrevne måte.

Claims (1)

1. Analogifremgangsmåte ved fremstilling av nye terapeu

   tisk aktive forbindelser med formel I

   hvori Q betyr en acetyl-, kloracetyl-, 6-karbometoksy-propionyl-, 3-fenyl-propionyl- eller y-fenyl-butyryl-gruppe, karakterisert ved at man omsetter det tilsvarende 1,2-5,6-dianhydroheksitol med et acyleringsmiddel som er istand til å avgi en som ovenfor angitt Q-gruppe.