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DE69510212T2 - Colchicin-derivate sowie ihre therapeutische verwendung - Google Patents

Colchicin-derivate sowie ihre therapeutische verwendung

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DE69510212T2
DE69510212T2 DE69510212T DE69510212T DE69510212T2 DE 69510212 T2 DE69510212 T2 DE 69510212T2 DE 69510212 T DE69510212 T DE 69510212T DE 69510212 T DE69510212 T DE 69510212T DE 69510212 T2 DE69510212 T2 DE 69510212T2
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DE
Germany
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compounds according
group
carbon atoms
oxygen
colchicine
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DE69510212T
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DE69510212D1 (de
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Ezio Bombardelli
Bruno Gabetta
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Indena SpA
Original Assignee
Indena SpA
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Publication date
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft neue Colchicinderivate mit antiproliferativen, antitumoralen und antiinflammatorischen Aktivitäten, Verfahren zu deren Herstellung und sie erhaltene pharmazeutische Formulierungen. Colchicin ist ein bekanntes Pseudo-Alkaloid, das vielfach schon für eine sehr lange Zeit in der Therapie für die Behandlung von Gicht verwendet wird. Es wirkt sehr rasch und spezifisch, trotzdem sollte es infolge seiner Toxizität nur für kurze Zeit verwendet werden. Zusätzlich ist Colchicin ein sehr potentes antiblastisches Mittel, dessen Wirkung mit einem Mechanismus verknüpft ist, der die Bildung der Mitosespindel bei der Zellteilung blockiert; dieser zuletztgenannte Aspekt wurde für jede antitumorale Aktivität gründlich untersucht, und ein Großteil der Colchicinderivate wurden für diesen Zweck hergestellt.
  • Colchicin als solches und eine Anzahl seiner hergestellten Derivate konnten infolge seiner hohen Toxizität, ausgedrückt als Risiko/Nutzen-Verhältnis, nicht verwendet werden. Nur ein Colchicinderivat, Demecolcin, wird in einem gewissen Grad in der Onkologie zur Behandlung einiger Leukämieformen verwendet. Soweit die Verwendung auf dem antiinflammatorischen Gebiet betroffen ist, ist das einzige vertriebene Colchicinderivat Thiocolchicosid, das eine Thiomethyleinheit in C&sub1;&sub0; und ein Glucosemolekül an der Hydroxylgruppe in C&sub3; enthält; die therapeutischen Verwendungen dieses Derivats stehen in Zusammenhang mit muskelrelaxierenden antiphlogistischen Wirkungen. Die erfindungsgemäßen Produkte unterscheiden sich von denjenigen des Stands der Technik in ihrem hohen therapeutischen Index. Auf dem antitumoralen Gebiet haben sich Forscher auf die Suche nach Produkten, die neben einer normalen Cyto toxizität eine Cytotoxizität besitzen, die auf Zellinien abzielt, die gegenüber den üblichen antiblastischen Medikamenten resistent sind, konzentriert. Die erfindungsgemäßen Derivate besitzen die allgemeine Formel 1
  • worin
  • X ein Sauerstoff- oder Schwefelatom sein kann, R&sub1; und R&sub2;, die gleich oder verschieden sein können, geradkettige oder verzweigte Alkylgruppen oder Cycloalkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder gesättigte oder ungesättigte Acylgruppen mit 16 bis 22 Kohlenstoffatomen oder ein β-D- Glucoserest als solcher oder ein β-D-Glucoserest, in dem die Hydroxylgruppen in den Positionen 4 und 6 als Ketale mit aliphatischen oder aromatischen oder heteroaromatischen Aldehyden geschützt sind, sind; Y eine -CH&sub2;- H-NH-R&sub3;- Gruppe ist, dessen Methylengruppe an das Kohlenstoffatom in Position 5 gebunden ist, und dessen Methingruppe mit der gleichen absoluten Konfiguration wie Colchicin an den Tropolonring gebunden ist; R&sub3; eine Acylgruppe, die 2 bis 6 Kohlenstoffatome enthält, die ein bis drei Halogenatome, bevorzugt Fluor oder Chlor, enthalten oder eine Acylgruppe einer natürlichen Aminosäure, worin die Aminogruppe frei oder geschützt sein kann, wie Trifluoracetamid oder Benzamid ist.
  • Bevorzugte Verbindungen der Formulierung 1 sind diejenigen, in denen X Schwefel ist.
  • R&sub1; und R&sub2;, die gleich oder verschieden sind, sind bevorzugt Wasserstoff oder C&sub1;-C&sub6;-Alkyl.
  • Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Produkte sind die verwendeten Ausgangsprodukte die natürlichen Substanzen Colchicin (X=O; R&sub1;=R&sub2;=Me; Y=CH&sub2;- H-NHAc), 2-O- Domethylcolchicin (X=O; R&sub1;=R&sub2;=Me; Y=CH&sub2;- H-NHAc), 3-O- Demethylcolchicin (X=O; R&sub1;=Me; R&sub2;=H; Y=CH&sub2;- H-NHAc), Colchicosid (X=O, R&sub1;=Me; R&sub2;=β-D-Glucose; Y=CH&sub2;- H-NHAc), die aus Pflanzenmaterialien gemäß in der Literatur bekannten Verfahren isoliert werden können. Diese natürlichen Substanzen ergeben durch Behandlung mit Methylmercaptan in Alkalilösung gemäß ebenfalls in der Literatur bekannten Verfahren die entsprechenden Thioderivate, die als Syntone zur Herstellung der Derivate der allgemeinen Formel 1 verwendet werden, worin X Schwefel ist.
  • Zur Herstellung der Derivate der allgemeinen Formel 1, worin R&sub1; und R&sub2; Alkyl- oder Acylgruppen sind, sind die verwendeten Ausgangsprodukte Colchicin oder Thiocolchicinsyntone, die in Position 2 oder 3 demethyliert sind. Diese Syntone werden einer Alkylierung oder Acylierung unter Verwendung der gut bekannten Verfahren zur Phenolderivatisierung unterworfen. In analoger Weise werden die Derivate der allgemeinen Formel 1, in denen R&sub1; oder R&sub2; ein β-D- Glucoserest oder ein β-D-Glucoserest, worin die Hydroxylgruppen in 4 und 6 als Ketale mit aliphatischen oder aromatischen Aldehyden geschützt sind, sind, aus Colchicin oder Thiocolchicinsyntonen, die in Position 2 oder 3 demethyliert sind, hergestellt. Diese Syntone werden einer Reaktion mit α-Bromtetraacetyl-D-glucose oder mit 2,3-Di-O- dichloracetyl-β-D-glucose unterworfen, die eine Ketalgruppe enthält, an der die Hydroxylgruppen in den Positionen 4 und 6 beteiligt sind (vergleiches Kanadisches Patent Nr. 956 939). Nach Entfernen der schützenden Acylgruppen durch bekannte Methoden, die in der Literatur beschrieben sind, werden in der Position 2 oder 3 glucosidierte Derivate gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten.
  • Die Verbindungen der Formel 1 werden durch Unterwerfen des Colchicins oder der Thiocolchicinsyntone, die Methoxy- oder Hydroxygruppen in den Position 2 und 3 tragen, einer N-Desacetylierung durch saure Katalyse, gefolgt von einer Acylierung der primären Aminoeinheit mit einem säurereaktiven Derivat, das ein bis drei Fluor- oder Chloratome enthält, oder einer natürlichen Aminosäure, deren Aminogruppe frei oder geschützt sein kann, wie Trifluoracetamid oder Benzamid, hergestellt. Die Derivate der Formel 1, in denen R³ die vorstehend definierte Bedeutung besitzt, werden dadurch hergestellt.
  • Die folgende Tabelle zeigt die antimitotische Aktivität einiger erfindungsgemäßer Derivate auf Tumorzellinien. Taxol und Colchicin sind die Vergleichssubstanzen. TABELLE - Cytotoxische in-vitro-Aktivität einiger neuer Colchicinderivate
  • Diese Tabelle beweist, daß die neuen Derivate signifikante Vorteile gegenüber den resistenten Zellinien besitzen, die die Hauptzielzellinie für cytotoxische Medikamente sind.
  • Die erfindungsgemäßen Produkte können in pharmazeutische Formulierungen, die zur Verabreichung des Medikaments nützlich sind, eingearbeitet werden. Formulierungen für parenterale, orale, transdermale, epikutane Verabreichungen können zweckdienlicherweise hergestellt werden.
  • Unter den Exzipientien, die zur Herstellung der Formulierungen nützlich sind, erwiesen sich natürliche und synthetische Phospholipide als besonders nützlich zur Herstellung von liposomialen Formen für die parenteralen, transdermalen oder epikutanen Wege, wobei die zuletztgenannten beiden Formulierungen besonders nützlich zur Behandlung von arthrotischen oder die peripheren Venen betreffenden entzündlichen Zuständen sind, wobei die Formulierungen auch für die topische Behandlung von Hautepitheliomen und bei hyperproliferativen Hautzuständen, wie Psoriasis, nützlich sind. Auf dem spezifischen antitumoralen Gebiet erwiesen sich neben den Phospholipiden, die die Verabreichung des Medikaments in liposomialer Form erlauben, einige grenzflächenaktive Mittel, wie polyethoxyliertes Rhizinusöl, wie beispielsweise Cremoform L50, oder Polisorbat, wie beispielsweise Tween, die synergistisch mit dem Wirkstoff wirken, als besonders nützlich. In der Onkologie werden die Produkte in Dosierungen von 1 bis 100 mg/m² verwendet, wohingegen bei Verwendung als antiinflammatorisches Mittel die Dosierungen im Bereich von 1 bis 20 mg pro Dosiseinheit ein- bis mehrmals täglich liegen. Alle pharmazeutischen Formulierungen, wie Phiolen, Kapseln, Cremes etc., können mit dem Hauptteil der Derivate hergestellt werden.
  • Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung näher.
  • Beispiel I - Herstellung von N-Desacetyl-N-trifluoracetyl- 3-O-dimethyl-3-O-cyclopentylthiocolchicin, Verbindung IZ (1, X=S, R&sub1;=Me, R&sub2;=C&sub2;H&sub9;, Y=CH&sub2; HNH-COCF&sub3;).
  • 20 g 3-O-Demethylthiocolchicin (1, X=S, R&sub1; = Me, R&sub2;=H, Y=CH&sub2; HNHAc) werden in 300 ml 20%iger Schwefelsäure aufgelöst und bei 100ºC unter Stickstoffatmosphäre 36 Stunden behandelt. Das Reaktionsgemisch wird neutralisiert, wobei sich 12 g N-Desacetyl-3-O-demethylthiocolchicin (1, X=S, R&sub1;=Me, R&sub2;=H, Y=CH&sub2; HNH&sub2;) abtrennen. Dieses Produkt wird in Aceton aufgelöst und mit 3 Äquivalenten Trifluoressigsäureanhydrid unter starkem Rühren in Gegenwart von wasserfreiem Na&sub2;CO&sub3; umgesetzt. Nach 2 h wird das Reaktionsgemisch filtriert und die Lösung zur Trockene eingedampft. Der Rückstand, bestehend aus 3-O-Demethyl-N,3-O-bistrifluoracetylthiocolchicin, wird in Methanol, das NH&sub4;Cl enthält, hydrolysiert. Das Reaktionsgemisch wird im Vakuum zur Trockene eingedampft, und der Rückstand wird in Aceton aufgenommen. Die Acetonlösung wird filtriert und acht Stunden mit 5 Äquivalenten Cyclopentylbromid in Gegenwart von Natriumcarbonat am Rückfluß erhitzt. Die Salze werden abfiltriert, die Lösung wird zur Trockene eingedampft, und der Rückstand wird durch Chromatographie über eine Silicagelsäule unter Verwendung von Ethylacetat als Eluent gereinigt. Durch Kristallisation aus Aceton/Hexan werden 8,6 g des Produkts erhalten, M+a m/z 523.
  • Beispiel II - Herstellung von N-Desacetyl-N-trifluoracetyl-3-O-demethyl-3-O-isopropylthiocolchicin, Verbindung IIZ (1, X=S, R&sub1;=Me, R&sub2;=iPr, Y=CH&sub2;- H-NHCOCF&sub3;).
  • Zur Herstellung dieses Derivats wird das Verfahren von Beispiel I wiederholt, wobei als Reagens Isopropylbromid anstelle von Cyclopentylbromid verwendet wird. Nach der Reinigung des rohen Reaktionsprodukts über Silicagel und Kristallisation werden 7,6 g des Produkts erhalten, M&spplus;a m/z 497.
  • Beispiel III - Herstellung von N-Desacetyl-N-trifluoracetylthiocolchicosid, Verbindung IIIZ (1, X=S, R&sub1;=Me, R&sub2;=β-D-Glucosyl, Y=CH&sub2;- H-NHCOCF&sub3;).
  • 10 g N-Desacetylthiocolchicosid (1, X=S, R&sub1;=Me, R&sub2;=β-D- Glucose, Y=CH&sub2;- H-NH&sub2;) werden in Aceton aufgelöst und zwei Stunden bei 10ºC mit drei Äquivalenten Trifluoressigsäureanhydrid behandelt. Das Gemisch wird zur Trockene eingedampft, und der Rückstand wird aus Isopropanol und anschließend aus Ethanol umkristallisiert. 8,5 g des Produkts werden erhalten, M&spplus;a m/z 617.
  • Beispiel IV - Herstellung von N-(N-Trifluoracetyl-α- phenylglycyl)desacetylthiocolchicin, Verbindung IVZ (1, X=S, R&sub1;=R&sub2;=Me, Y=CH&sub2;- H-NH-CO-CH(NHCOCF&sub3;)Ph).
  • 400 mg N-Desacetylthiocolchicin (1, X=S, R&sub1;=R&sub2;=Me, Y=CH&sub2;- H-NH&sub2;) (1,07 mmol) werden zusammen mit 265 mg (1,07 mmol) (L)-N-Trifluoracetyl-α-phenylglycin in 10 ml Methylenchlorid unter Stickstoffatmosphäre aufgelöst. Die Lösung wird mit 221 mg (1,07 mmol) N,N-Dicyclohexylcarbodiimid versetzt und bis zum Verschwinden der Reagentien gerührt. Das Reaktionsgemisch wird auf -30ºC abgekühlt und filtriert, wodurch der ausgefällte Harnstoff entfernt wird. Die Methylenchloridlösung wird eingeengt und durch Filtration über Silicagel unter Elution mit einem Methylenchlorid/Methanol 98 : 2-Gemisch gereinigt. Nach Kristallisation aus Methylenchlorid/Ethylether werden 350 mg des Produkts erhalten, M&spplus;a, m/z 602.
  • Beispiel V - Herstellung von N-(N-Trifluoracetyl-L- alanyl)desacetylthiocolchicin, Verbindung VZ (1, X=S, R&sub1;=R&sub2;=Me, Y=CH&sub2;- H-NH-CO-CH(NHCOCF&sub3;)CH&sub3;).
  • 400 mg N-Desacetylthiocolchicin (1,07 mmol) werden mit einem Äquivalent N-Trifluoracetyl-L-alanin und einem Äquivalent N,N-Dicyclohexylcarbodiimid in 10 ml Methylenchlorid und unter Stickstoffatmosphäre bis zum Verschwinden der Reagentien behandelt. Das Reaktionsgemisch wird auf -30ºC abgekühlt und filtriert, um den ausgefällten Harnstoff zu entfernen. Die Methylenchloridlösung wird eingeengt und durch Filtration über Silicagel unter Elution mit einem Methylenchlorid/Methanol 98 : 2-Gemisch gereinigt. Nach Kristallisation aus Methylenchlorid/Ethylether werden 94 mg des Produkts erhalten, M&spplus;a m/z 540.
  • Beispiel VI - Herstellung von N-(N-Trifluoracetylmethionyl)desacetylthiocolchicin, Verbindung VIZ (1, X=S, R&sub1;=R&sub2;=Me, Y=CH&sub2;- H-NHCO-CH(NHCOCF&sub3;)CH&sub2;-CH&sub2;-SMe).
  • Das Verfahren von Beispiel IV wird wiederholt, wobei N- Trifluoracetylmethionin umgesetzt wird. Durch fraktionelle Kristallisation werden nach chromatographischer Reinigung des Reaktionsrückstands aus 400 mg N-Desacetylthiocolchicin 84 mg des Produkts erhalten, M&spplus;a m/z 600.
  • Beispiel VII - Herstellung von N-(α-Phenylglycyl)desacetylthiocolchicin, Verbindung VIIZ (1, X=S, R&sub1;=R&sub2;=Me, Y=CH&sub2;- H-NHCO-CHNH&sub2;-Ph).
  • 400 mg des in Beispiel IV erhaltenen Produkts werden in 5 ml 50%igem Aceton in Gegenwart von 120 mg Kaliumcarbonat aufgelöst und bei 60ºC unter Rühren 5 Stunden erhitzt. Das Reaktionsgemisch wird abgekühlt, mit NaCl gesättigt und mit Chloroform extrahiert. Die organische Phase wird über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, dann zur Trockene eingeengt, und der Rückstand wird über Silicagel mit einem Methylenchlorid/Methanol 98 : 2-Gemisch chromatographiert. 160 mg des Produkts werden erhalten, M&spplus;a m/z 506.
  • Beispiel VIII - Herstellung von N-Desacetyl-N-trifluoracetyl-3-O-demethyl-3-O-ximeninylthiocolchicin, Verbindung VIIIZ (1, X=S, R&sub1;=Me, R&sub2;=CO(CH&sub2;)&sub7;C C-CH=CH-(CH&sub2;)&sub5;CH&sub3;, Y=CH&sub2;- H-NH-CO-CF&sub3;).
  • 500 mg N-Desacetyl-N-trifluoracetyl-3-O-demethylthiocolchicin (1, X=S, R&sub1;=Me, R&sub2;=H, Y=CH&sub2;- H-NHCOCF&sub3;) werden in 2,5 ml Pyridin aufgelöst und bei 0ºC mit 500 mg Ximenin säurechlorid versetzt. Das Reaktionsgemisch wird über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen, dann auf Eis gegossen. Das so erhaltene Präzipitat wird abgetrennt und aus Aceton/Hexan unkristallisiert, M&spplus;a m/z 715.

Claims (8)

1) Verbindungen der Formel 1
worin
X ein Sauerstoff- oder Schwefelatom bedeuten kann;
R&sub1; und R&sub2;, die gleich oder verschieden sein können, geradkettige oder verzweigtkettige Alkyl- oder Cycloalkylreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, oder gesättigte oder ungesättigte Acylreste mit 16 bis 22 Kohlenstoffatomen oder einen β-D-Glucoserest als solchen oder einen β-D-Glucoserest, worin die Hydroxylgruppen in den Positionen 4 und 6 als Ketale mit aliphatischen oder aromatischen oder heteroaromatischen Aldehyden geschützt sind, bedeuten, Y eine -CH&sub2;- H-NH-R&sub3;-Gruppe ist, deren Methylengruppe an den Kohlenstoff in Position 5 gebunden ist, und deren Methingruppe mit der gleichen absoluten Konfiguration wie Colchicin an den Tropolonring gebunden ist;
R&sub3; ein Acylrest mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, die ein bis drei Halogenatome, bevorzugt Fluor oder Chlor, tragen, oder ein Acylrest einer natürlichen Aminosäure ist, worin die Aminogruppe frei oder als Trifluoracetamid oder als Benzamid geschützt sein kann, mit der Maßgabe, daß wenn R&sub1; und R&sub2; Methyl bedeuten, X ein Sauerstoff- oder Schwefelatom ist; R&sub3; nicht -COCH&sub2;F, -COCH&sub2;Cl, -COCH&sub2;Br, -COCH&sub2;I ist; wenn R&sub1; und R&sub2; Methyl bedeuten, X ein Sauerstoffatom ist, R&sub3; nicht -COCl&sub3;, -COCHCl&sub2;, -COCHF&sub2;, -COCH&sub2;CHClCH&sub3;, -COCH&sub2;CH&sub2;CHBrCH&sub3; ist;
2) Verbindungen nach Anspruch 1, worin X Schwefel bedeutet.
3) Verbindungen nach Anspruch 1, worin X Sauerstoff bedeutet.
4) Verbindungen nach Anspruch 2 oder 3, worin R&sub1; und R&sub2;, die gleich oder verschieden sind, geradkettige oder verzweigtkettige Alkyl- oder Cycloalkylreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen sind.
5) Verbindungen nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin Y eine Gruppe der Formel -CH&sub2;- H-NH-R&sub3; wie in Anspruch 1 definiert ist.
6) Verfahren zur Herstellung von Verbindungen nach den Ansprüchen 1 bis 5, wobei man Colchicin, 2-O- Demethylcolchicin, 3-O-Demethylcolchicin, Colchicosid einer oder mehreren der folgenden Reaktionen unterwirft:
a) Umsetzung mit Methylmercaptan in einer Alkalilösung,
b) Alkylierung, Acylierung oder Glycosylierung der Phenolgruppen,
c) N-Desacetylierung durch saure Katalyse und anschließende Acylierung der primären Aminfunktion mit einer R&sub3;-COOH-Säure oder einem Derivat davon, wobei R&sub3; wie in Anspruch 1 definiert ist.
7) Pharmazeutische Zusammensetzungen, die als Wirkstoff eine Verbindung nach den Ansprüchen 1 bis 5 im Gemisch mit einem geeigneten Träger, insbesondere natürlichen oder synthetischen Phospholipiden, enthalten.
8) Verwendung der Verbindungen nach den Ansprüchen 1 bis 5 zur Herstellung von Medikamenten mit antiproliferativen, antitumoralen und antiinflamatorischen Wirkungen.
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