NO821221L - 5,6-0-isoalkyliden-askorbinsyre-derivater - Google Patents

Abstract

Nye kondensasjonsprodukter mellom endiol-ketolaktoner. så som 5,6-0-isopropyliden-askorbinsyre, og 2-kloretyl-isocyanater er vist å ha kraftig antitumor-aktivitet, sann-synligvis uten frigjøring av alkyleringsmidler in vivo.Selv om produktenes struktur ikke lett kan bestemmes, er det funnet at aktiviteten overstiger aktiviteten av BCNU (bis-(2-kloretyl)-N-nitrosourinstoff) og er like god som for det giftige og meget effektive nitrosourinstoff, MeCCNU. (1-(4-trans-metylcykloheksyl)-3-(2-kloretyl)-3-nitrosourinstoff). Foretrukne forbindelser er kondensasjonsprodukter av. hvor Rog R er en lavere alkylgruppe inneholdende 1 til. 3 karbonatomer eller H, og. hvor hal er I, Br eller Cl.

Description

Tittel

5,6-0-isoalkyliden-askorbinsyre-derivater

Beslektede ansøkninger

Denne ansøkning er en "continuation-in-part" av U.S.-ansøkning 117.940 innlevert 14. august 1980.

Teknisk område

Foreliggende oppfinnelse angår kondensasjonsprodukter mellom endiol-ketolaktoner og 2-halogenety1-isocyanater og farmasøytisk godtagbare salter derav som antitumor-midler og mulige smertestillende midler, og spesielt kondensasjonsprodukter av 5,6-0-isoalkyliden-askorbinsyre-derivater med 2-halogenetyl-isocyanater og farmasøytisk godtagbare salter derav som nye antitumor-midler og mulige smertestillende midler. Oppfinnelsen omfatter også farmasøytiske preparater inneholdende disse forbindelser og fremgangsmåter for anvendelse av dem.

Bakgrunnsteknikk

En rekke askorbinsyrederivater er angitt å ha anti-skjørbuk-aktivitet og forbedret lipid-oppløselighet (Warnat et al, US-patent 2.150.140, Edwin et al, US-patent 2.454.749, Kobayashi et al, US-patent 3.318.914, Hoseney et al,

US-patent 4.044.154, Weisblatt, US-patent 2.454.747), men imidlertid synes alle å omfatte mer eller mindre selektiv forestring av én eller flere hydroksylgrupper i molekylet. Japansk patent 4.815.605 tilhørende Chitose Seiyaku Co., Ltd. illustrerer fremstilling av visse fosfatsalter fra isopropyliden-askorbinsyre, men det finnes ingen henvisning til den biologiske aktivitet av de der beskrevne salter. Videre finnes det ingen henvisning til 5,6-0-isoalkyliden-askorbinsyre-derivater som oppviser antitumor-aktivitet eller smertestillende virkning.

Den eneste henvisning som finnes til antitumor-midler avledet fra askorbinsyre av foreliggende oppfinner omfatter kondensasjonsprodukter mellom uderivatisert askorbinsyre og sterkt elektrofile, konjugerte aldehyder så som glyoksal,

- metylglyoksal, fenylglyoksal og en rekke olefiniske aldehyder

så som akrolein og kroton-, malein- og fumarsyrealdehyder

(Fodor et al, US-patent 4.238.500). En rekke mulige kompleks-strukturer for den biologisk aktive forbindelse eller forbindelser ble opprinnelig beskrevet i patentlitteraturen, og

mer spesielle strukturer ble til slutt foreslått. Askorbinsyre var opprinnelig tenkt som en bærer for metylglyoksal, som der.-efter skulle frigjøres in vivo som det aktive antitumor-middel. Fri askorbinsyre er også foreslått som en profylaktisk behandling for blære-carcinom (Schlegel, Ann. N.Y. Acad. Sei., 432

(1975).

Mange meget effektive antitumor-midler som for tiden anvendes ved klinisk bruk, består av enten komplekse natur-produkter, cytotoksiske antibiotika, nitrosourinstoffer og andre alkylerende eller mutagene midler.

En slik forbindelse i klinisk bruk, BCNU (bis-(2-kloretyl) -N-nitrosourinstof f) , er funnet å bli metabolisert til en rekke produkter in vivo, så som 2-kloretanol, vinylklorid, acetaldehyd og dikloretan fra den nitroserte side av molekylet (T. P. Johnston et al, J. Med. Chem., 18: 634 (1975)). Den umiddelbare forløper for disse metabolitter, nemlig 2-kloretyl-karbonium-ionet, er et kraftig alkyleringsmiddel og er kjent for å alkylere effektivt DNA i løpet av 1 time efter i.v. administrering (0. J. Reed et al, Cancer Res. 35: 568

(1975)). Alkyleringsmidlet er årsaken til den mutagene karakter og mye av giftigheten som er knyttet til anvendelse av BCNU og andre nitrosourinstoffer.

Det annet hovedprodukt som oppstår ved hydrolyse av

BCNU in vivo, er 2-kloretyl-isocyanat, som kan være årsaken til den carcinostatiske effektivitet av BCNU. De karbamoylerte produkter in vivo som skyldes reaksjon av 2-kloretyl-isocyanat med en rekke enzymer, kan være den mulige virkningsmåte. Undersøkelse av mulige "bæremidler" for 2-kloretyl-isocyanat kan derfor resultere i et antitumor-middel av praktisk nytte som ikke ville omfatte frigjøring av et mutagent alkyleringsmiddel .

Beskrivelse. av oppfinnelsen

Ved en undersøkelse for å finne frem til et slikt "bæremiddel" har oppfinneren overraskende funnet at omsetning av 2-kloretyl-isocyanat med et endiol-ketolakton, mer spesielt en 5,6-0-isoalkyliden-askorbinsyre, gir et addisjonsprodukt eller produkter, som ikke lett kan identifiseres, som har kraftig antitumor-aktivitet, mer enn BCNU, og med mindre giftighet. Den kraftige antitumor-aktivitet oppvises dessuten i mye større grad enn for andre forbindelser avledet fra askorbinsyre ifølge teknikkens stand (Fodor et al, US-patent 4.238.500), muligens fordi pattédyrsystemet er vant til' å metabolisere overskudd av frigjort metylglyoksal som dannes av forbindelsene ifølge teknikkens stand. 2-kloretyl-isocyanat og dets derivater metaboliseres ikke lett.

Det er videre funnet av oppfinneren at addukter dannet med uderivatisert askorbinsyre og 2-klorety1-isocyanater er inaktive antitumor-midler, slik at det er nødvendig med blokkering av 5,6-0-stillingene i molekylet før addisjons-reaksjonen kan finne sted. Eftersom denne del av molekylet ikke kan være ansvarlig for antitumor-virkningen, og eftersom blokkering av den 5,6-0-nukleofile stilling er vesentlig for syntesen, kan en rekke endiol-ketolaktoner ventes å oppvise aktivitet.

I henhold til oppfinnelsen fremstilles et produkt som har kraftig antitumor-aktivitet, ved omsetning av forbindelser med de følgende formler. Endiol-ketolaktonet A omsettes med 2-halogenisocyana*tet B for å danne produktet

hvor R^er en alkylgruppe som ikke inneholder noen nukleofile substituenter, f.eks. amino-, hydroksyl- eller sulfhydryl-grupper, men kan omfatte lavere alkyletere, lavere alkylestere eller karbonatestere eller karboksylsyrer eller amider, fortrinnsvis ketaler eller acetaler med formelen: hvor R_ ogR^er lavere alkylgrupper inneholdende 1 til 3 karbonatomer eller H, fortrinnsvis et beskyttet askorbinsyre-derivat som kan være et 5,6-0-isoalkyliden-askorbinsyre-derivat, og mer foretrukket 5,6-0-isopropyliden-derivatet av askorbinsyre:

B er fortrinnsvis 2-kloretyl-isocyanat (R4=R,-=H), men imidlertid er 2-kloretyl-isocyanater inneholdende alkyl-substituenter nyttige. Hal er en elektron-tiltrekkende gruppe så som et halogen, fortrinnsvis Cl, Br eller I, og mer foretrukket Cl. Innføring av andre substituenter som er kjent innen teknikken for å øke vann- eller lipid-oppløseligheten, eller farmasøytisk godtagbare salter, er ikke utenfor rammen av foreliggende oppfinnelse.

De foretrukne oppløsningsmidler for omsetningen, er et hvilket som helst oppløsningsmiddel hvor de ferdige produkter oppviser oppløselighet, idet dipolare, aprotiske oppløsnings-midler foretrekkes, så som lavere, alifatiske ketoner, f.eks. aceton, DMSO (dimetylsulfoksyd), DMF (dimetylformamid) og HMPA (heksamety1-fosforamid), sammen med andre lignende opp-løsningsmidler, idet aceton er mest foretrukket.

Reaksjonskomponentene (1 del 5,6-0-isoalkyliden-askorbinsyre til 2 til 10 deler isocyanat, fortrinnsvis 3 til 6 deler isocyanat) blandes i en liten mengde oppløsningsmiddel

(1 del reaksjonskomponenter til 1 til 100 deler oppløsnings-middel) og tilbakeløpsbehandles under vannfrie betingelser, fortrinnsvis under en inert atmosfære, så som nitrogen eller argon. Mens en stor mengde materiale reagerer i løpet av en periode på 3 timer, foretrekkes lengere reaksjonstider (opptil 72 timer) avhengig av oppløsningsmidlet. Reaksjonstemperaturene kan variere fra under 0° til 150°C, idet 30 til 100°C foretrekkes.

Når omsetningen er fullført, fjernes overskudd av opp-løsningsmiddel og isocyanat ved destillasjon eller avdampning, fortrinnsvis under vakuum, for å efterlate produktet som et oljeaktig til krystallinsk, fast stoff. Dette anvendes direkte efter blanding med et godtagbart farmasøytisk bæremiddel,

for å hemme tumorvekst i pattedyr- og menneske-systemer.

Selv om strukturen for forbindelsene ifølge oppfinnelsen ikke lett kan fastlegges, antas det at produktet ikke inneholder to karbamat-bindinger og kan i virkeligheten være en tricyklisk forbindelse når det gjelder omsetning mellom 5,6-0-isopropyliden-askorbinsyre og 2-kloretyl-isocyanat (Scorbethane).

Formål

Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe nye forbindelser som har antitumor-aktivitet i mennesker og pattedyr.

Det er et annet formål med oppfinnelsen å tilveiebringe kondensasjonsprodukter av endiol-ketolaktoner, særlig askorbinsyre-derivater med de nukleofile 5,6-0-stillinger beskyttet med«passende beskyttelsesgrupper, og 2-halogenetyl-isocyanater med antitumor-aktivitet.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe nye effektive antitumormidler i lave doser uten in vivo dannelse av mutagene alkyleringsmidler.

Nok et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe nye forbindelser med smertestillende virkning.

Beste utførelsesform for oppfinnelsen

Smeltepunkter ble bestemt ved anvendelse av et Thomas-Hoover kapillar-smeltepunkt-apparat og er ukorrigerte. Infrarøde (IR) spektra ble oppnådd under anvendelse av et Perkin Eimer 397 spektrofotometer, og NMR-spektra ble tatt på et Nicolet 200 MHz instrument under anvendelse av CDCl^som oppløsningsmiddel og TMS som en indre standard.

Eksempel 1

Askorbinsyre ble omdannet til 5,6-0-isopropyliden-askorbinsyre-derivatet under anvendelse av metoden ifølge Solomon (Experientia 19: 619 (1963)). En mengde på 10 g av L-askorbinsyre (0,054 mol) ble satt til 100 ml vannfri aceton og avkjølt på et isbad. Vannfri HC1 ble ført gjennom suspen-sjonen under kraftig omrøring i 0,5 time. Heksan (80 ml)

ble tilsatt, og blandingen ble omrørt og fikk avsettes. Væsken ble dekantert, og det faste stoff ble vasket gjentatte ganger med- 100 ml volumer, av aceton:heksan, 4:7, inntil all HC1 var fjernet. Det gjenværende faste stoff (11,3 g, 91%) hadde et smeltepunkt på 220° (litt. 222°), og dets tilstede-værelse ble bekreftet ved IR og NMR. Andre 5,6-0-isoalkyliden-askorbinsyrer kan syntetiseres under anvendelse av denne fremgangsmåte.

Scorbethane

Kondensasjonsprodukter av:

Eksempel 2

Scorbethane, 2-kloretyl-isocyanat-adduktet av isopropyliden-askorbinsyre, ble fremstilt ved å suspendere 2,16 g (0,01 mol) av isopropyliden-derivatet i 10 ml vannfri aceton, og reaksjons-karet ble skyllet med nitrogen. 2-kloretyl-isocyanat (4,4 g, 0,04 mol) ble tilsatt, og blandingen ble tilbakeløpsbehandlet i 65 timer. Oppløsningsmidlet ble fjernet i vakuum, og forbindelsen ble tørret i vakuum i 4 8 timer over KOH. NMR-analyse viste en singlett (6H) ved 1,3 ppm, en multiplett (9H) ved 3,7 ppm, og en multiplett (4H) ved 4,1 ppm.

IR viste topper ved 3250 cm<-1>(N-H), 1790 cm<-1>(C=0),

1680 cm (amid II bånd) og 1540 cm ^ (N-C=0) , øyensynlig gjen-

værende eller delvis frigjort isocyanat. Andre endiol-ketolaktoner gjennomgår en identisk reaksjon.

Antitumor- utprøvning

Antitumor-utprøvningsdata ble oppnådd gjennom National Cancer Institute, Drug Evaluation Branch, National Institutes of Health, Bethesda, Maryland. L-1210 lymfoide leukemi-tumorer (10 celler) ble implantert i CDF1 mus i henhold til NIH Protocols. Resultatene angitt i tabellene I og II er enkeltdose-reaksjoner hvor overlevelse er bestemt 5 dager efter i.p. injeksjon av Scorbethane (seks dager efter implantering). Forbindelsen ble injisert som en suspensjon i 10% EtOH, 10% emulphor og 80% saltvann. Log avlivelse-data viser antall tumor-celler som ble avlivet, og overlevende efter 30 dager er betegnet som "helbredet". Graden av antitumor-aktivitet er uttrykt som et forhold mellom behandlede dyr over kontrolldyr (T/C) under anvendelse av NCI testvurderingsverdier, som spesifisert i individuelle protokoller. Tabell I viser den bemerkelsesverdige effektivitet av Scorbethane, adduktet oppnådd ved omsetning av 5,6-O-isopropyliden-askorbinsyre og 2-kloretyl-isocyanat, mot, L-1210 lymfocyttisk leukemi, med resultater som kan sammenlignes med de man får med MeCCNU. MeCCNU (1-cykloheksyl-3-(2-kloretyl)-3-nitrosourinstoff) er for tiden det mest effektive middel mot L-1210 leukemi og mange faste tumor-systemer. Videre viser de oppnådde data betydelig overlegenhet i forhold til resultatene oppnådd under anvendelse av BCNU (T/C = 184% ved 47 mg/kg for L-1210), som er nøye under-søkt i disse tumor-systemer tidligere.

Tabell II viser effektiviteten av Scorbethane mot P-1534 leukemi-modellen. Denne modell viser en høyere grad av motstand mot nitrosourinstoffer enn mange andre leukemi-modeller. Igjen er aktiviteten omtrentlig den samme som aktiviteten av MeCCNU, overstiger aktiviteten for BNCU, uten in vivo dannelse av alkylerende bestanddeler.

Lignende kliniske resultater kan oppnås ved anvendelse

av de andre forbindelsene ifølge oppfinnelsen.

Nitrosourinstoffene ifølge oppfinnelsen kan tilberedes

i en form som er egnet for administrering ved velkjente metoder. F.eks. kan de blandes med farmasøytisk godtagbare bæremidler eller fortynningsmidler så som etanol, laktose, stivelse, magnesiumstearat, tragakant-gummi, gelatin og natrium-karboksymetylcellulose, og den resulterende blanding eller oppløsning kan tilberedes på vanlig måte til farmasøytiske enhetsdoseformer så som kapsler, tabletter,.pulvere, piller, ampuller, stikkpiller og lignende.

Forbindelsene ifølge oppfinnelsen, så som Scorbethane,

kan administreres oralt eller parenteralt. F.eks. kan midlet gis intravenøst ved først å oppløse forbindelsen som skal administreres, i 0,5-10 ml etanol og tilsette 50-90% vann til denne. 'Videre oppløsning kan foretas med fysiologisk saltvann eller 5% dekstrose (USP) med eller uten innføring av et emulgeringsmiddel. Intravenøs administrering kan fortsettes i en periode på opptil 7 timer.

5,6-0-substituerte askorbinsyre-derivater og lignende forbindelser kan injiseres intravenøst i doser på ca.

0,1-10 mg/kg.

Andre parenterale administreringsveier kan anvendes ved

å benytte kjente preparat-typer som tillater emulgering, oppløsning eller suspensjon av forholdsvis vann-uoppløselige midler eller andre forbindelser før parenteral administrering.

N^r de gies i enhetsdoseform oralt, er forbindelsene aktive når de tilberedes i en gelatinkapsel eller tablett sammen med farmasøytisk godtagbare bindemidler, fyllstoffer eller andre i og for seg kjente tilsetningsstoffer.

Det vil være åpenbart at oppfinnelsen som her er beskrevet kan varieres på mange måter. Slike variasjoner ansees ikke å falle utenfor rammen for oppfinnelsen, og alle slike modifikasjoner ansees å falle inn under rammen av kravene.

Claims (9)

1. Kjemisk preparat som omfatter addisjonsprodukter oppnådd ved omsetning av et endiol-ketolakton med formelen:

med et 2-kloretyl-isocyanat med formelen

hvor hal er I, Br eller Cl, er hydrogen, en alkylgruppe, en substituert alkylgruppe som ikke inneholder nukleofile substituenter, eller et ketal eller acetal med formelen:

hvor R2 og R^ hver er en lavere alkylgruppe inneholdende 1 til 3 karbonatomer eller H, R^ og Rj., som kan være like eller forskjellige, er hver en lavere alkylgruppe inneholdende 1 til 3 karbonatomer eller H.

2. Preparat ifølge krav 1, karakterisert ved at endiol-ketolaktonet er en 5,6-0-isoalkyliden-askorbinsyre.

3. Preparat ifølge krav 1, karakterisert ved at R^ og R,- er H eller en lavere alifatisk sidekjede med 1 til 3 karbonatomer eller en kombinasjon av disse.

4. Preparat ifølge krav 1, karakterisert ved at endiol-ketolaktonet er 5,6-0-isopropyliden-, askorbinsyre, og isocyanatet er 2-kloretyl-isocyanat.

5. Preparat ifølge krav 1, karakterisert ved at omsetningen som fører til dannelse av nevnte addisjonsprodukter, utføres i et dipolart, aprotisk opp-løsningsmiddel .

6. Preparat ifølge krav 5, karakterisert ved at oppløsningsmidlet er et lavere, alifatisk keton.

7. Metode for behandling av pattedyr- eller menneske-tumorer, karakterisert ved at det til nevnte pattedyr eller mennesker administreres en effektiv tumor-hemmende mengde av en forbindelse ifølge krav 1, i farmasøytisk godtagbar form.

8. Fremgangsmåte .ifølge krav 7 hvor tumoren er en leukemi-tumor.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, hvor tumoren er en tumortype som kan behandles med BCNU eller MeCCNU.