CH678728A5 - - Google Patents

Description

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CH678728 A5

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Mitomycin N7-Alkyl-phosphatderivate und auf pharmazeutische Zusammensetzungen, welche diese enthalten.

Die Mitomycine und Porfiromycine sind eine Gruppe von nahe verwandten Antitumor-Antibiotika. Mitomycin C (la) wird gegenwärtig in den Vereinigten Staaten unter dem Warennamen MutamycinR für die Therapie des verbreiteten Adenokarzinoms des Magens oder der Pankreas in bewährten Kombinationen mit anderen zugelassenen chemotherapeutischen Mitteln verkauft. Die Strukturen der Mitomycine C und A (Ib), Porfiromycin (Ic) und N1a- Methylmitomycin A (Id) sind nachstehend dargestellt, wobei die Ringteile der Moleküle numeriert sind.

I

a :

X

- NH2 ;

z

= H

b:

X

- OCH2 ;

z

= H

c :

X

- NH2;

z

= CH.

d:

X

= OCH2 ;

z

= CH

In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich N7 auf das Stickstoffatom, welches in der 7-Position gebunden ist und N1a auf den Aziridinstickstoff. Der mit den punktierten Linien eingerahmte Teil des Moleküls wird auf dem Fachgebiet als Mitosan bezeichnet.

Es wurde eine grosse Anzahl von Mitomycin-Analogen hergestellt, mit dem Ziel, eine Verbindung mit günstigeren therapeutischen Eigenschaften zu finden, wie beispielsweise eine höhere Antitumor-Aktivi-tät und/oder welches weniger myelosuppressiv ist als Mitomycin C. Unter den Mitomycin-Derivaten der wissenschaftlichen und der Patentliteratur werden folgende für die vorliegende Erfindung als relevant betrachtet.

lyengar et al. offenbaren Verbindungen der Formeln Ila-Ile in J. Med. Chem., 1981, 24:975-981 und J. Med. Chem., 1983,26:16-20.

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a:

n = 2;

R1

= H,

CM (

Pi

- OH

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b:

n = 3;

R1

- H;

R

= OH

. c:

n = 3 ;

R1

" CH3 *

R2

- OH

25 Kaneko et al. offenbaren in der US-A 4 642 352 Mitomycin-Derîvate mit der folgenden Formel IH

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worin R1 ausgewählt ist aus H, Ci-6-Aikyl und R7; und R7 unter anderem (RbO)2P(X)- und (Ra)2P(X)- ist, wobei Ra beispielsweise H, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl bedeutet; und Rb z.B. Alkyl, Aryl, Aralkyl darstellt.

Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind Phosphatderivate der Verbindungen der Formel II; sie zeigen eine gute Antitumor-Aktivität und eine niedrigere Toxizität im Vergleich zur ursprünglichen Hydroxyverbindung. Das Konzept der Phosphate als potentielle Prodrugs wird kurz in einem Übersichtsartikel diskutiert, welcher den folgenden Titel trägt: «Rational for Design of Biologically Reversible Drug Derivatives: Prodrugs» (Sinkula und Yalkowsky, J. Pharm. Sei., 1975, 64:181-210 bei 189-191). Beispiele von Phosphaten von bekannten Antitumormitteln umfassen Camptothecin (Japan Kokei 21-95, 394 und 21-95,393, Derwent Abst. No. 87-381 016 bzw. 87-281 015) und Daunorubicin (US-A 4185 111 ).

Die vorliegende Erfindung stellt Verbindungen der Formel IV

worin X und Y unabhängig voneinander Sauerstoff oder Schwefel sind; alk eine lineare oder verzweigte Kohlenwasserstoffkette mit 2-8 Kohlenstoffatomen bedeutet; und R1 H oder Methyl ist; oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz davon zur Verfügung. Pharmazeutisch annehmbare Salze umfassen z.B. 65 Alkalimetallsalze, Erdalkalimetallsalze und Salze organischer, Stickstoff enthaltender Basen.

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Eine bevorzugte Ausführungsform umfasst Verbindungen der Formel IV, worin Y Sauerstoff ist Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sind Verbindungen der Formel IV, worin alk (CHzJg oder (CH2)3 ist. Noch eine weitere bevorzugte Ausfuhrungsform ist die Verbindung der Formel IV, worin R1 Wasserstoff ist.

Kurze Beschreibung der Figuren

Fig. 1 Zeigt die Wirkung der Verbindungen V und IIa auf das Wachstum des Tumors H2981 in Nacktmäusen. Die Pfeile zeigen die Tage an, an welchen die Wirkstoffe verabreicht wurden.

Fig. 2 Zeigt die cytotoxischen Effekte von Mitomycin C, Verbindungen der IIa und V sowie der mit alkalischer Phosphatase behandelten Verbindung der Formel V.

Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung werden aus Mitomycin A (lb) oder N1 a-Methyl-mitomy-cin A (Id) durch Reaktion mit Aminoalkylphosphat der Formel (HO)2P(X)-Y-aIk-NH2, wobei alk wie oben definiert ist, hergesteilt. Die Reaktion wird im allgemeinen in einem zweckmässigen Lösungsmittel, wie Methanol oder in einer Mischung von Lösungsmitteln, wie Wasser und Methanol, bei Zimmertemperatur durchgeführt. Eine tertiäre Aminbase, wie Triethylamin, kann der Reaktionsmischung zugesetzt werden. Das Produkt kann durch Basenbehandlung in ein Salz übergeführt werden, so beispielsweise führt die Behandlung mit Natriumbicarbonat zum Dinatriumsalz von Mitomycin-N7-AlkyIphosphaten der Formel IV. Das 2-Aminoethyl-dihydrogenphosphat ist ein kommerziell erhältliches Produkt und Verfahren für die Herstellung von anderen Aminoalkylphosphaten oder Aminoalkylthiophosphaten können beispielsweise gefunden werden in Helv. Chim. Act., 1956, 39:1455; Helv. Chim. Acta, 1958,44:1168; Acta Chim. Scan., 1959,13:1479 und US-A3 501 557).

Alternativ können die Verbindungen der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, indem Mitomycin A oder sein Nia-methyliertes Derivat mit einem Aminoalkohoi oder einem Aminoalkylthiol behandelt wird, um N7-Hydroxyalkyl oder N7-Thioalkyl-mitomycin-Zwischenprodukte zu erhalten, welche anschliessend unter Verwendung von bekannten Verfahren phosphoryliert oder thiophosphoryliert werden. Dieser Weg kann jedoch für die Herstellung von Derivaten des N7-Mercaptoethyi-mitomycin C nicht zweckmässig sein, da dies eine unstabile Verbindung ist (Senter et al., 1988, J. Antibiotici, 41:199-201). Wenn Mitomycin A das Ausgangsmaterial ist, ist es zweckmässig, den Stickstoff des Aziridinringes vor der Phosphorylierungsreaktion zu schützen. Der Schutz kann durch bekannte Verfahren, wie Acylierung, Formulierung von Harnstoff oder Urethanderivaten oder dergleichen durchgeführt werden. Die Verfahren für die Blockierung und Deblockierung eines Amines sind in Büchern, wie «Protective Groups in Örganic Chemistry» J.F.W. McOmie, Plenum Press, 1973, diskutiert. Die Phosphorylierung oder Thio-phosphorylierung werden typischerweise durchgeführt, indem ein N7-Hydroxyalkyl oder N7-ThioalkyI-mitomycinderivate mit Phosphoryl- oder Thiophosphoryl-chlorid behandelt wird und anschliessend hy-drolysiert und nötigenfalls der Aziridinstickstoff deblockiert wird; und wenn die Hydrolyse in Gegenwart einer Base durchgeführt wird, wird das Salz erhalten. Alternativ können die NP-Hydroxyalkyl- oder N7» Thioalkyl-mitomycinderivafe mit einer Verbindung der Formel (G-0)2P(X)-L, worin G eine Phosphatschutzgruppe ist und L eine abspaltbare Gruppe, z.B. CI ist, reagieren; die Entfernung der Phosphatschutzgruppe und der Stickstoffschutzgruppe, falls vorhanden, führt zu erfindungsgemässen Verbindungen.

Biologische Aktivität

Die Antitumor-Aktivität der Verbindung gemäss Beispiel 1 (V) wurde an weiblichen Balb C nu/nu-Mäu-sen (4 bis 6 Wochen alt, gekauft von Life Sciences, St. Petersburg, Fl), welchen subcutan humaner Lungentumor H2981 in der rechten hinteren Flanke als Fremdtransplantat transplantiert wurde. Die Verbindung IIa diente als positive Kontrolle. Die Behandlung mit dem Mittel wurde am Tag 15 (Tag 0 ist der Tag der Tumorimplantation), wenn die Tumore ein Volumen von ungefähr 100 mm3 aufwiesen, eingeleitet. 0,2 ml der Testverbindungen (1 mg/ml für IIa und 3 mg/ml für V in phosphatgepufferter Kochsalzlösung) wurden intraperitoneal an den Tagen 15,21,31 und 37 injiziert. Die Resultate sind in Fig. 1 grafisch dargestellt und zeigen, dass die für ein mittleres Tumorvolumen von 750 mm3 erforderliche Zeit 45 Tage war, in Mäusen, welche mit IIa behandelt wurden; 63 Tage in Mäusen, welche mit V behandelt wurden und 27 Tage in unbehandelten Kontrollgruppen-Mäusen. Demzufolge zeigte die phosphorylierte Verbindung einen stärkeren Antitumor-Effekt als der entsprechende Alkohol.

Die relativen Toxizitäten von IIa und V wurden an Balb C nu/nu-Mäusen bestimmt. Bei der intraperitonealen Verabreichung der Wirkstoffe in zwei gleichen Dosen in Zwischenräumen von 4 Tagen waren die LDso-Werte von 45 und 90 mg/kg Körpergewicht für IIa bzw. V erhalten. Es wurde ebenfalls gefunden, dass beträchtlich mehr Wirkstoff verabreicht werden konnte, wenn kleinere Dosen während einer längeren Zeitperiode verwendet wurden. Die gesamten Mengen bis zu 40 mg/kg von IIa und 100 mg/kg von V wurden toleriert, wenn 4 gleiche Dosen während einer 25 Tage-Periode abgegeben wurden. Diese Studien zeigten, dass signifikant mehr Prodrug wegen seiner reduzierten Toxizität toleriert wurde.

Die Cytotoxizität der Verbindungen V, IIa und Mitomycin C wurden unter Verwendung von humanen Tumorzellinien H2981 bestimmt Hierzu wurde eine Suspension von H2981-Zellen in iscove-Medium

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(IMDM), das 10% fötales Kälberserum enthielt, in 96 Löcher-Mikrotiter-Platten (10 000 Zellen/Loch) aufgetragen. Nach 1 Std. wurde das Medium entfernt, eine pH 7,2 phosphatgepufferte Kochsalzlösung (PBS) des Wirkstoffes wurde zugegeben und die Inkubation bei 37°C wurde vorerst während 1 Std. durchgeführt. Die Zellen wurden dann zweimal gewaschen und die Inkubation wurde während weiteren 17 Std. fortgesetzt und anschliessend folgte ein 6 Stunden-Puls mit 3H-Thy (1,0 jiCi/Loch). Die Platten wurden bei -70°C eingefroren, um die Zellen zu lösen und die Zellen wurden auf Fiberglasscheiben geerntet. Die Filter wurden auf einem Beckman 3701-Scintillationszähler gezählt. Die Hemmung von 3H-Thy-Einverleibung wurde als Indikator für die cytotoxischen Wirkungen verwendet. Die Resultate sind in Fig. 2 dargestellt. Sowohl Mitomycin C und IIa waren hoch-cytotoxisch und hatten ICso-Werte nahe bei 1 nM. Eine kleine Menge cytotoxischer Aktivität wurde für das Phosphat V beachtet, jedoch führte die Vorbehandlung von V mit alkalischer Phosphatase zu einer Cytotoxizität, welche mit derjenigen von IIa und Mitomycin C vergleichbar war. Demzufolge können die erfindungsgemässen Verbindungen für die Hemmung von Tumoren verwendet werden, indem sie in einer antitumor-wirksamen Menge dem tumortragenden Wirt verabreicht werden. Für diesen Zweck kann der Wirkstoff durch konventionelle Wege verabreicht werden, beispielsweise intravenös, intramuskulär, introtumoral, intraarterial, intralymphatisch oder oral. Die optimalen Dosierungen und die Diäten können vom Fachmann leicht individuell bestimmt werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die aktuelle Dosierung je nach der bestimmten formulierten Zusammensetzung, der bestimmten verwendeten Verbindung, der Art der Applikation und der besonderen Stelle, des Wirts und dem zu behandelnden Leiden variiert werden kann. Es müssen viele Faktoren, welche die Wirkung eines Mittels ändern, in Betracht gezogen werden, beispielsweise das Alter, das Gewicht, das Geschlecht, die Diät, die Verabreichungszeit, der Weg der Verabreichung, der Ausscheidungsgrad und die allgemeine Verfassung des Patienten, Wirkstoffkombinationen, Reaktionen und Empfindlichkeiten sowie die Ernsthaftigkeit des Leidens.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine pharmazeutische Zusammensetzung, welche eine Verbindung der Formel IV und einen pharmazeutisch annehmbaren Träger enthält. Die Antitumor-Zusammensetzung kann in irgendeine pharmazeutische Form übergeführt werden, welche für die gewünschte Art der Verabreichung zweckmässig ist. Beispiele von solchen Zusammensetzungen sind beispielsweise feste Zusammensetzungen für die orale Verabreichung, wie Tabletten, Kapseln, Pillen, Pulver und Granulen, flüssige Zusammensetzungen für die orale Verabreichung, wie Lösungen, Suspensionen, Sirupe oder Elixiere und Präparate für die parenterale Verabreichung, wie sterile Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen. Sie können ebenfalls in Form von sterilen festen Zusammensetzungen gebracht werden, welche in sterilem Wasser, physiologischen Kochsalzlösungen oder in anderen sterilen, injizierbaren Medien unmittelbar vor Gebrauch aufgelöst werden.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung, ohne dass sie die im Anspruchsteil definierten Erfindungsgegenstände einschränken.

Beispiel 1

9a-Methoxy-7-[[(phosphonooxy)ethyljamino]mitosan-dinatriumsalz CV)

Eine Lösung von 2-Aminoethyl-dihydrogenphosphat (56 mg, 0,4 mmol) in Wasser (0,35 ml) und Triethylamin (0,3 ml, 2 mmol) wurden zu Mitomycin A (140 mg, 0,4 mmol) in Methanol (6 ml) zugegeben. Die Reaktion wurde bei Zimmertemperatur über Nacht durchgeführt, 1,4 ml gesättigte wässrige Natriumbicar-bonatiösung wurde zugegeben und die Lösung wurde zwischen Wasser und Methylenchlorid verteilt. Die wässrige Phase wurde bis zur Trockenheit konzentriert und verschiedene Teile Methanol wurden zugegeben und abgedampft. Der Rückstand wurde in Methanol aufgenommen, filtriert und auf eine 2 x 10 cm C-18 (Umkehrphasen) Kieselgelsäure gegeben. Das Produkt wurde mit Wasser eluiert und alles flüchtige Material wurde abgedampft. Methanol wurde zugegeben und wie vorher abgedampft und der Rückstand wurde während 24 Std. unter Hochvakuum in einem Exikator unter Phosphorpentoxid getrocknet. Es wurde die Titelverbindung als feines blaues Pulver erhalten (190 mg, 97%).

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360 MHz1 H-NMR (D20) 8 1,94 (s, 3H, CH3), 2,9-3,1 (m, 4H), 3,20 (s, 3H, OCHa), 3,28 (s, 1 H), 3,36 (s, 1H), 3,5-3,65 (m, 4H), 4,1-4,25 (m, 2H), 4,50-4,57 (dd, 1 H, 10-H).

Massenspektrum M+ 503,0912 (berechnet für Ci7H2iN4C>9PNa2 503,0920).

Beispiel 2

ê

Das allgemeine Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt unter Venwendung von N1a-Methyl-mitomy-cîn A anstelle von Mitomycin A, wobei 9a-Methoxy-1a-methyl-7-[[(phosphonooxy)ethyl]amino]mitosan-dinatriumsalz erhalten wurde.

%

Beispiel 3

Das allgemeine Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei 2-AminoethyI-dihydrogen-thio-phosphat anstelle von 2-Aminoethyl-dihydrogen-phosphat verwendet wurde, wobei 9a-Methoxy-7-[[(phosphonothio)ethyljamino]mitosan-dinatriumsalz erhalten wurde.

Claims (9)

Patentansprüche

1, Verbindung der Formel worin

X und Y unabhängig voneinander Sauerstoff oder Schwefel bedeuten;

alk eine gerade oder verzweigte Kohlenwasserstoffkette mit 2-8 Kohlenstoffatomen bedeutet; und

R1 Wasserstoff oder Methyl ist; oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz davon.

2. Verbindung gemäss Anspruch 1, worin Y Sauerstoff ist.

3. Verbindung gemäss Anspruch 1, worin R1 Wasserstoff ist.

4. Verbindung gemäss Anspruch 1, worin alk (CH2)2 oder (CH2)3 ist.

5. Verbindung gemäss Anspruch 1, worin das pharmazeutisch annehmbare Salz das Natriumsalz ist.

6. Verbindung gemäss Anspruch 1 der Formel oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz davon.

7. Verbindung gemäss Anspruch 6 in Form des Dinatriumsalzes.

8. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, als Mittel für die Hemmung des Tumorwachstums bei Mensch und Säugetier.

9. Pharmazeutische Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Verbindung gemäss r Anspruch 1 und einen pharmazeutisch annehmbaren Träger enthält.

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