DE2911248C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Maytansinol-3-n-hexadecanoat der Formel

in der R ein n-Pentadecylrest ist.

Das Maytansinol-3-n-hexadecanoat der Formel (I) ist nützlich als antimikrobielles Mittel und auch als Antitumormittel.

Bei dessen Herstellung wird Maytansinol in Gegenwart eines Carbodiimids mit

n-Hexadecansäure (II)

acyliert.

Bezogen auf Maytansinol kann die Carbonsäure (II) in einer Menge von etwa 1 bis 500, vorzugsweise bis zu etwa 30 Moläquivalenten und das Carbodiimid in einer Menge von etwa 1 bis 700, vorzugsweise bis zu etwa 50 molaren Äquivalenten verwendet werden.

Das Carbodiimid kann irgendeine Verbindung sein, die eine Carbodiimidbindung (-N=C=N-) aufweist, die in eine Harnstoffbindung (-NH-CO-NH-) während der in Betracht gezogenen Acylierungsreaktion umwandelbar ist. So kann das Carbodiimid z. B. eine Verbindung der folgenden allgemeinen Formel sein:

R¹ - N = C = N - R² (III)

in der jedes R¹ und R² ein organischer Rest sind, der die Umwandlung des Carbodiimidteils zum entsprechenden Harnstoff während der Umsetzung zwischen Maytansinol und der Carbonsäure (II) nicht behindert. Dementsprechend ist bei einem allgemeinen Aspekt der vorliegenden Erfindung die tatsächliche Natur der Substituenten R¹ und R² nicht von primärer Bedeutung, vorausgesetzt, daß die Substituenten die Umwandlung der Carbodiimidgruppe in eine Harnstoffgruppe gestatten. Obwohl insbesondere die besten Ergebnisse unter Verwendung von Dicyclohexylcarbodiimid gefunden wurden, können R¹ und R² auch unabhängig voneinander aus aliphatischen und aromatischen Gruppen ausgewählt werden, die weitere Substituenten aufweisen können, die die Umwandlung der Carbodiimidfunktion in den entsprechenden Harnstoff erlauben. Beispielsweise können R¹ und R² unabhängig voneinander Cycloalkyl, das unsubstituiert oder mit Diniederalkylamino substituiert ist, niederes Alkyl, das unsubstituiert ist oder mit Diniederalkylamino oder Morpholino substituiert ist, oder Phenyl, das unsubstituiert ist oder mit niederem Alkyl substituiert ist, sein. Einige Beispiele von Carbodiimiden, die bevorzugt verwendet werden können, sind Diphenylcarbodiimid, Di-o-tolylcarbodiimid, Di-p-tolylcarbodiimid, Di-tert.-butylcarbodiimid wie auch 1-Cyclohexyl-3-(2-morpholinoäthyl)carbodiimid, 1-Cyclohexyl-3-(4-diäthylaminocyanohexyl)carbodiimid, 1-Äthyl-3-(2-diäthylaminopropyl)carbodiimid und 1-Äthyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimid.

Die Umsetzung kann in einem geeigneten Lösungsmittel wie Ester, z. B. Äthylacetat, Äther, z. B. Diäthyläther, Dioxan und Tetrahydrofuran, halogenierten Kohlenwasserstoffen wie z. B. Methylenchlorid und Chloroform, Nitrilen wie z. B. Acetonitril, aromatischen Kohlenwasserstoffen wie z. B. Benzol, Nitromethan, Pyridin, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Sulfolanen und auch in einem geeigneten Gemisch solcher Lösungsmittel durchgeführt werden.

Die Reaktion kann z. B. bei einer geeigneten Temperatur im Bereich von Kühlung mit Eis bis zur Rückflußtemperatur des Reaktionssystems durchgeführt werden.

Die Acylierungsreaktion verläuft in Gegenwart eines Katalysators, der in der Lage ist, die Acylierung von Maytansinol zu verstärken oder zu steigern, glatter. Als Beispiele solcher Katalysatoren können tertiäre Amine genannt werden wie z. B. aliphatische tertiäre Amine, z. B. Triäthylamin und aromatische tertiäre Amine wie z. B. Pyridin, α-, β- oder γ-Picolin, 2,6-Lutidin, 4-Dimethylaminopyridin, 4-Pyrrolidinopyridin, Dimethylanilin und Diäthylanilin. In vielen Fällen ist von diesen Katalysatoren das 4-Dimethylaminopyridin das vorteilhafteste. Der Katalysator wird in einer Menge verwendet, die ausreicht, um die Acylierungsreaktion zu beschleunigen. So können geeignete Mengen des Katalysators in vielen Fällen aus dem Bereich von etwa 0,001 bis 10, vorzugsweise von 0,01 bis 1 molaren Äquivalenten, bezogen auf die Hexadecansäure (II), ausgewählt sein.

Wenn ein solcher Katalysator verwendet wird, kann die Menge der Carbonsäure (II) im allgemeinen reduziert werden und vorzugsweise auf etwa 1 bis etwa 6 molare Äquivalente, bezogen auf Maytansinol.

Das auf oben beschriebene Weise hergestellte Maytansinol-3-n-hexadecanoat (I) kann nach üblichen Verfahren, wie z. B. Konzentration, Lösungsmittelextraktion, Chromatographie und Umkristallisieren isoliert und gereinigt werden.

Das Maytansinol-3-n-hexadecanoat (I) hat nützliche antimitotische Aktivität und Antitumoraktivität. Diese Wirkungen, die mit niedriger Toxizität gekuppelt sind, machen die Verbindungen (I) nützlich für die Anwendung bei Tumor aufweisenden Warmblütern wie z. B. Mäusen, Ratten, Kaninchen, Hunden, Katzen und Menschen bei oraler Verabreichung und Verabreichung auf anderen Wegen, um deren Lebensdauer zu verlängern. Für die parenterale Verabreichung kann das Maytansinoid (I) subkutan, intraperitoneal, intravenös, intramuskulär oder auf eine andere geeignete Weise angewandt werden. Die Dosierung kann z. B. aus dem Bereich von etwa 1-50 µg/kg Körpergewicht/Dosis unter Berücksichtigung der Krankheitsbedingungen, der Art des Warmblüters und anderer Faktoren ausgewählt werden.

Injizierbare Lösungen können hergestellt werden, indem man z. B. 50 µg bis 3 mg der Verbindung (I) in jeweils etwa 0,5 ml eines Alkohols (z. B. Methanol oder Äthanol) löst und dazu eine ausreichende Menge physiologischer Kochsalzlösung gibt, um eine Menge von 10 ml zu erhalten. Wenn die Dosierung gering ist, kann diese Vorratslösung mit zusätzlichen Mengen von physiologischer Kochsalzlösung verdünnt werden.

Das Maytansinoid (I) gemäß der Erfindung ist auch aufgrund seiner antimikrobiellen Wirkungen wie z. B. Antifungiwirkung und Antiprotozoenwirkung nützlich. So kann die Verbindung (I) als Antifungi- oder Antiprotozoenmittel für die Untersuchungen der bakteriellen Flora in Bodenproben, Aktivschlammproben oder Proben von Fluiden von Lebewesen verwendet werden. Wenn z. B. nützliche Bakterien aus einer Bodenprobe isoliert werden sollen oder wenn die Wirkung von Bakterien unter Ausschluß der Wirkung von Protozoen und Fungi für die Handhabung und Analyse eines Aktivschlammsystems für ausfließende Abfälle untersucht werden sollen, kann das Maytansinoid (I) vorteilhaft dazu verwendet werden, das selektive Wachstum der Bakterien sicherzustellen, ohne das gleichzeitige Wachstum und die Vermehrung der Fungi und Protozoen zu erlauben. Zu diesem Zweck wird die zu untersuchende Probe zu einem flüssigen oder festen Kulturmedium gegeben und, bezogen auf jeweils 1 ml des Mediums, 0,1 ml einer Lösung von etwa 10 bis 100 µg/ml der Verbindung (I) in 1%igem wäßrigem Methanol zugegeben, worauf bebrütet wird.

In einer Anwendungsdosis von 0,02 ml als eine 1-mg/ml-wäßrige-Lösung hindert das Maytansinoid (I) das Wachstum von pathogenen Mikroorganismen wie z. B. die Verursacher der Stamm- oder Stengel- oder Blattfäule (stem rot), der von Würmern verursachten Blattfleckenkrankheit (Helminthosporium leaf spot) und Blattscheidenbrand oder Fäule (sheath blight) von Reispflanzen. Zur Behandlung dieser Pflanzenkrankheiten können die Pflanzen mit einer Lösung besprüht werden, die etwa 0,5 bis 5 µg/ml der Verbindung (I) in 1%igem wäßrigem Methanol enthält.

Maytansinol, das beim Verfahren der vorliegenden Erfindung als Ausgangsverbindung verwendet wird, ist bekannt als ein Prinzip des Pflanzenlebens (Kupchan et al, J. Amer. Chem. Soc. 97, 5294 [1975]) und kann auch durch reduzierende Spaltung von bekannten Maytansinoiden hergestellt werden.

Maytansinol kann vorteilhaft auch nach dem folgenden Verfahren hergestellt werden: Dabei wird ein Mikroorganismus, der ein Antibiotikum C-15003 produziert und zur Gattung Nocardia (Hinterlegungsnummern FERM-P 3992, IFO-13 726, ATCC-31 281) in einem Kulturmedium kultiviert, um das Ansamitocin der folgenden allgemeinen Formel (IV) in der Kulturbrühe anzuhäufen:

in der R′′ Acetyl, Propionyl, Isobutyryl, n-Butyryl oder Isovaleryl bedeutet. Dieses Ansamitocin wird dann mit einer Metallhydridverbindung wie z. B. LiAlH₄ reduktiv hydrolysiert (E. Higashide et al, Nature 270, 721 [1977], DE-OS 27 46 209 und US-PS 41 37 230, die der DE-OS 28 49 090 entspricht).

Das erfindungsgemäße Maytansinol-3-n-hexadecanoat (I) kann übrigens ebenfalls durch Acylierung von Maytansinol unter Verwendung eines reaktionsfähigen Derivats bezüglich der Carboxylfunktion der n-Hexansäure (II) hergestellt werden. Als reaktionsfähiges Derivat kann z. B. ein Carbonsäurederivat mit einer funktionellen Gruppe verwendet werden, die dazu in der Lage ist, die 3-Stellung des Maytansinols zu acylieren, wie z. B. ein Säureanhydrid oder Säurehalogenid, z. B. Chlorid oder Bromid der Carbonsäure (II). Das Lösungsmittel und der Katalysator, die für diesen Zweck verwendet werden können, sind ähnlich den weiter oben in Verbindung mit der Acylierungsreaktion gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung genannten Lösungsmittel und Katalysatoren. Die Reaktionstemperatur kann im allgemeinen im Bereich von etwa 20 bis 40°C liegen. Im Falle eines Säureanhydrids kann die Acylierung beschleunigt werden, indem man die Reaktion in Gegenwart eines Carbodiimids unter ähnlichen Bedingungen durchführt, wie sie für das vorliegende Verfahren genannt sind.

Die Erfindung wird nachstehend in den Beispielen und Bezugsbeispielen erläutert. In diesen ist das für die Säulenchromatographie verwendete Silicagel das im Handel befindliche Produkt Kieselgel 60 Art. 7734, Hersteller E. Merck Deutschland, wenn nicht anders angegeben wurde. Die Schmelzpunkte wurden auf einem Yanagimoto MP-S3-Schmelzpunktsapparat, Hersteller Yaganimoto Seisakusho, Kyoto, Japan, die UV-Absorptionsspektren auf einem Hitachi ESP-3T-Spektrophotometer, die NMR-Spektren auf einem Varian EM-390 90 MHz NMR-Spektrometer und die Massenspektren auf einem JEOL JMS-01SC-Massenspektrometer bestimmt.

Beispiel 1

In 5 ml trockenem Dichlormethan wurden 101,3 mg Maytansinol gelöst, worauf 260,3 mg (1,015 mMol) n-Hexadecansäure (Palmitinsäure), 224,8 mg (0,911 mMol) N-Cyclohexyl-N′-(3-diäthylamino)-propylcarbodiimid · Hydrochlorid und 43,6 mg (0,357 mMol) 4-Dimethylaminopyridin (DMAP) zugegeben wurden. Das Gemisch wurde bei Raumtemperatur 3 Stunden gerührt, worauf eine weitere Menge von 20,9 mg (0,171 mMol) DMAP zugegeben wurde. Das Gemisch wurde bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Eine weitere Menge von 44 mg (0,361 mMol) DMAP wurde zugegeben, worauf erneut über Nacht bei Raumtemperatur gerührt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde dann an einer Säule von 75 g Silicagel chromatographiert und mit Äthylacetat eluiert, wobei das Eluat in 16-g-Fraktionen gesammelt wurde. Die Fraktionen Nr. 9 bis Nr. 2 wurden vereinigt und das Lösungsmittel abdestilliert. Das rohe Produkt wurde erneut unter denselben Bedingungen chromatographiert, die Fraktionen Nr. 11 bis Nr. 20 vereinigt und das Lösungsmittel abdestilliert, wobei 38,3 mg Rückstand erhalten wurden. Dieser wurde aus Diäthyläther-Hexan umkristallisiert, wobei 24,0 mg Maytansinol-3-n-Hexadecanoat als weißes Pulver erhalten wurde.

Schmelzpunkt 105-116°C (Zers.).
NMR-Spektrum (in CDCl₃) δ ppm: 0,83 (3H, s), 0,85 (3H, t, J=5,5 Hz), 1,0-1,85 (29H, m), 1,70 (3H, s), 2,2-2,7 (4H, m), 2,87 (1H, d, J=9 Hz), 3,16 (3H, s), 3,18 (1H, d, J=13 Hz), 3,37 (3H, s), 3,47 (1H, d, J=13 Hz), 3,97 (3H, s), 4,25 (1H, m), 4,87 (1H, d, J=3 Hz u. 12 Hz), 5,49 (1H, d, J=9 Hz u. 15 Hz), 6,12 (1H, d, J=11 Hz), 6,45 (1H, dd, J=11 Hz u. 15 Hz), 6,80 (1H, d, J=1 Hz), 6,85 (1H, d, J=1 Hz), etc.
UV-Spektrum: (λ ) nm: 233, 240 (sh), 252,5, 281, 289,5.
MS-Spektrum: (m/e): 741, 726, 706, 699.

Versuchsbericht 1. Testmethode

Die therapeutischen Tests wurden an Mäusen gemäß dem NCI-Protokoll 1300, Cancer Chemotherapy Reports, Teil 3, 1972, Band 3, Nr. 2, ausgeführt, bei dem Melanom B-16 Tumorzellen intraperitoneal übertragen wurden. Die Testverbindungen wurden einmal täglich während neun aufeinanderfolgenden Tagen intraperitoneal zugefügt. Die erhaltene Verlängerung der Lebensspanne wird in der rechten Spalte der Tabelle dokumentiert.

2. Ergebnisse

Tabelle

Claims (1)

1. Maytansinol-3-n-hexadecanoat der Formel in der R ein n-Pentadecylrest ist.