CH525880A - Verfahren zur Herstellung eines neuen Glucosids - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines neuen Glucosids

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CH525880A
CH525880A CH1790569A CH1790569A CH525880A CH 525880 A CH525880 A CH 525880A CH 1790569 A CH1790569 A CH 1790569A CH 1790569 A CH1790569 A CH 1790569A CH 525880 A CH525880 A CH 525880A
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Kuhn Max
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Sandoz Ag
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Description


  
 



  Verfahren zur Herstellung eines neuen Glucosids
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von   4'-Demethyl-epipodophyllotoxin-ip-D-    -4,6-O-methylen-glucosid (Formel I, siehe Formelblatt) u.



  pharmazeutische Zubereitungen davon.



   Erfindungsgemäss gelangt man zu der vorgenannten Verbindung, indem man   4'-Benzyloxycarbonyl-4'-deme-    thyl-epipodophyllotoxin (Formel II) mit einer 4,6-0-Methylenglucose der allgemeinen Formel III worin R1 für eine niedere, unverzweigte aliphatische Acylgruppe, vorzugsweise die Formylgruppe, steht, in Gegenwart von Bortrifluorid kondensiert und anschliessend aus den so erhaltenen Verbindungen der allgemeinen Formel IV, worin R1 obige Bedeutung hat, die Schutzgruppen abspaltet.



   Das erfindungsgemässe Verfahren wird beispielsweise so ausgeführt, indem man 4'-Benzyloxycarbonyl-4'-demethyl-epipodophyllotoxin mit einer 4,6-O-Methylenglucose der allgemeinen Formel III, worin R1 für eine niedere, unverzweigte aliphatische Acylgruppe, vorzugsweise die Formylgruppe steht, in Gegenwart von Bortrifluorid ätherat bei Temperaturen unter   0     vorzugsweise von    - 150    bis - 250, in einem unter den Reaktionsbedingungen inerten Lösungsmittel, wie z.B. Dichlormethan, Di   chloräthan    oder Chloroform, umsetzt.



   Man kann dann beispielsweise aus der Verbindung der Formel IVb die Formylgruppen mittels Zinkacetat in Methanol selektiv abspalten und die entstandene Verbindung der Formel IVa der Hydrogenolyse mit einem Palladiumkatalysator unterwerfen. Hierbei wird zweckmässigerweise ohne Überdruck u. bei   200    bis 400 in Gegenwart von Palladium-Katalysatoren, wie z.B. Palladium auf Kohle oder Bariumsulfat, hydriert. Als Lösungsmittel kommen vorzugsweise Alkohole, wie z.B.



  Methanol oder Äthanol, unter Zusatz von Aceton in Frage. Die Katalysatormenge beträgt 0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent, bezogen auf eingesetzte Substanz. Acetylgruppen lassen sich vorteilhaft mit Zinkacetat-Natriumacetat in Methanol/Tetrahydrofuran abspalten.



   Die für die Herstellung der Verbindung der Formel I dienenden Ausgangsstoffe, die 4,6-O-Methylenglucose der Formel III, worin R1 obige Bedeutung hat, wird nach dem folgenden Verfahren hergestellt:
Die durch säurekatalytische Behandlung eines Gemisches von Formaldehyd und Glucose hergestellte 4,6-0 -Methylenglucose der Formel V wird mit methanolischer Natronlauge in das Natriumsalz übergeführt, dieses in einem wasserfreien, unter den Reaktionsbedingungen inerten Lösungsmittel mit Chlorameisensäurebenzylester zu einer Verbindung der Formel VI umgesetzt;

   hierauf werden durch Umsetzung mit aktivierten Derivaten niederer, unverzweigter aliphatischer Carbonsäuren, vorzugsweise der Ameisensäure, beispielsweise mit Ameisensäureessigsäureanhydrid, in Gegenwart von Pyridin die niederen, unverzweigten aliphatischen Acylgruppen vorzugsweise die Formylgruppen, eingeführt und die so erhaltenen Verbindungen der allgemeinen Formel VII, worin R1 obige Bedeutung besitzt, mit Wasserstoff in Gegenwart von Palladiummetall in trockenem Aceton behandelt. Für die hydrogenolytische Abspaltung der Benzyloxycarbonylgruppe kommt nur Palladiummetall in Frage, das durch Reduktion von Palladiumchlorid frisch hergestellt wird. Die Hydrogenolyse wird hierbei in einem trockenen hydroxylfreien Lösungsmittel, vorzugsweise Aceton, durchgeführt.



   Die Verbindung der Formel I zeichnet sich durch interessante pharmakologische Eigenschaften aus und kann daher als Heilmittel verwendet werden.



   Die Verbindung der Formel I besitzt eine ausgeprägte cytostatische Wirkung, wie sie in vitro an einem aus einem Maustumor herrührenden Zellstamm (P-815 -Mastocytom) sowie in vivo an den transplantierbaren Nagertumoren, der Leukämie L-1210 der Maus und dem Walker-Carcinosarkom der Ratte gezeigt werden konnte.



   Die Verbindung der Formel I zeigt in vitro eine 50%ige Hemmung der Zellvermehrung bei einem Gehalt von 0,05 mg/l, in vivo sind Dosen von 10 bis 80 mg/kg (Tiergewicht eines Warmblüters) zu verabreichen wobei die zu verabreichende Dosis von der gewünschten Wirkung sowie von der Applikationsart abhängt. Im allgemeinen hat sich für grössere Säugetiere eine Tagesdosis von 5 bis 500 mg als   vorrteilhaft    erwiesen, die vorzugsweise zweimal wöchentlich zu verabreichen ist. Für die orale Applikation enthält eine geeignete Verabreichungsform  50 bis 500 mg der Wirksubstanz, vermischt mit einem flüssigen oder festen Träger.



   Die Dosierung der Verbindung der Formel I variiert zwischen 1 bis 50 mg pro Tag.



   Die Verbindung kann als Arzneimittel allein oder in entsprechenden   Arzneiformen    für orale, enterale oder parenterale Verabreichung verwendet werden. Zwecks Herstellung geeeigneter   Arzneiformen    wird diese mit organischen oder anorganischen, pharmakologisch indifferenten Hilfsstoffen verarbeitet.



   In den nachfolgenden Beispielen, welche die Ausführung des Verfahrens erläutern, den Umfang der Erfindung aber in keiner Weise einschränken sollen, erfolgen alle Temperaturangaben in Celsiusgraden. Die Schmelzbzw. Zersetzungspunkte sind auf dem Kofler-Block bestimmt.



   Folgende Abkürzungen werden verwendet: EtOH = Äthanol; MeOH = Methanol.
EMI2.1     

EMI2.2     
  
EMI3.1     




   Beispiel   
4' -Demethyl-epipadophyllotoxin-p -D-46-0-methylen -     -glucosid (Formel I) a) 4'-Benzyloxycarbonyl-4'-demethyl-epipodophyllo- toxin-ss-D-4,6-O-methylen-glucosid (Formel IVa)
26,3 g   4'-Benzyloxycarbonyl-4'-demethyl-epipodo    phyllotoxin (Formel   II)    löst man unter Erwärmen in 95 ml absolutem 1,2-Dichloräthan kühlt die Lösung auf +200 ab, setzt 21,4 g   4,6-O-Methylen-2,3-di-O-formyl-      -p-D-glucopyranose    (Formel III, worin R für den Formylrest steht) zu und rührt 10 Minuten, wobei etwa die Hälfte der vorgenannten Verbindungen in Lösung geht.



  Diese Suspension kühlt man unter Feuchtigkeitsausschluss auf   -      180    Innentemperatur, tropft unter Rühren innert 3 Minuten 15,5 ml Bortrifluorid-Ätherat zu und rührt weitere 40 Minuten bei   - 180    bis - 200. Danach wird innert 10 Minuten eine Lösung von 16 ml abs. Py   ridin in 250 ml 1,2-Dichloräthan unter Kühlung zuge-    tropft und die Lösung viermal mit je 150 ml Wasser gewaschen. Die organische Phase hinterlässt nach Trocknung über Na2SO4 und Eindampfen im Vakuum 4'-Benzyloxycarbonyl - 4'-demethyl-epipodophyllotoxin-ss-D-2,3  -di-D-formyl-4 6-O-methylen-glucosid, das man unter Rückfluss in 1200 ml MeOH löst. Zu dieser Lösung gibt man 6 g wasserfreies Zinkacetat und erwärmt unter Rückfluss.

  Nach 40 Minuten filtriert man von einem ungelösten Anteil ab, erwärmt diesen mit 50 ml MeOH unter Rückfluss, filtriert wieder von Unlöslichem ab (dieser Anteil wird verworfen), vereinigt die Filtrate, setzt 5 ml Eisessig zu und dampft im Vakuum ein. Den Rückstand verteilt man zwischen 500 ml Chloroform und 150 ml Wasser, wäscht die organische Phase noch zweimal mit je 150 ml Wasser, trocknet über Na2SO4, dampft im Vakuum ein und trocknet im Hochvakuum bei 600, wobei die rohe Verbindung der Formel IVa anfällt; Kristallisation aus Essigester ergibt die reine Verbindung vom Smp. 162-1640,   []D20    =   350    (c =   2,040    in   CHCl3).   



  b)   4'-Demethyl-epipodophyllotoxrn-fi-D-4,6-0-methylen-       -glucosia'    (Formel I)
Zu einer Suspension von 5,0 g Palladiumkohle (10% Pd) in 125 ml EtOH fügt man die Lösung von 27,4 g Verbindung der Formel IVa in 375 ml Aceton und hydriert bei 200 und Atmosphärendruck. Nach beendeter Hydrogenolyse (45 Minuten) wird vom Katalysator abfiltriert, mit 600 ml warmem Aceton-EtOH   - (3:1) nachgewa-    schen und das Filtrat im Vakuum eingedampft. Die erhaltene rohe Verbindung der Formel I löst man in 1000 ml heissem Aceton, konzentriert im Vakuum auf 200 ml, setzt 400 ml Essigester zu, konzentriert im Vakuum wieder auf 200 ml und lässt kristallisieren, wobei ein Kristallisat mit   G21    =   - 1150    (c = 1,168 in   CHCl'3-CHsOH-1 1) anfällt.

  Die Mutterlauge liefert auf    gleiche Art kristallisiert noch weitere Verbindung der Formel I. Die beiden Kristallisate löst man unter Erwärmen in 1500 ml   Aceton-EtOH-(1 :1),    konzentriert im Vakuum auf 250 ml, setzt 500 ml Essigester zu, konzentriert auf 200 ml, setzt erneut 500 ml Essigester zu und konzentriert wieder auf 200 ml, wobei reine Verbindung der Formel I vom Smp. 236-2370,   fa321    =   -114,60    (c = 1,010 in   CHCI3-CH3OH-1: 1)    anfällt.

 

   Die für die Herstellung der Verbindung der Formel I erforderliche 4,6-O-Methylen-2,3-di-O-formyl-ss-D-gluco- pyranose wird wie folgt hergestellt: a)   4,6- O-Methylen-D-glucopyranose    (Formel V)
Eine Lösung von 360 g D-Glucose in einem Gemisch von 100 ml Wasser und 350 ml Formaldehydlösung (37% CH2O) wird 15 Minuten auf 900 erwärmt. Dann setzt man eine Lösung von 10 ml konz. Schwefelsäure in 40   ml    Wasser zu und erwärmt unter Rühren 6 Stunden bei einer   Innentemperatur von 900. Anschliessend verdünnt man mit 200 ml Wasser, neutralisiert die heisse Lösung unter Rühren durch Zugabe von Bariumcarbonat (ca. 80 g in Portionen), filtriert von den   Bariumsalzen    ab, wäscht diese mit 200 ml heissem Wasser nach und konzentriert das Filtrat im Vakuum auf ca. 400 ml.

  Das Konzentrat wird 6mal mit je 1000 ml Chloroform extrahiert, die wässrige Phase im Vakuum bei 800 eingedampft und im Hochvakuum bei 800 getrocknet. Den Rückstand chromatographiert man in zwei gleich grossen Portionen an Kieselgel wie folgt: 1,5 kg Kieselgel werden   im Elutions-    mittel aufgeschlämmt und in ein Rohr von 8 cm Durchmesser eingefüllt, wobei durch leichtes Stopfen eine Höhe von 65 cm eingestellt wird. Auf diese Säule gibt man die Lösung von 161,5 g Rohprodukt in 200   ml    MeOH und lässt einsickern. Elution mit Chloroform-EtOH (4: 1), wassergesättigt, liefert zuerst unpolare Nebenprodukte, dann eine Fraktion welche die 4,6-O-Methylen-D-glucopyranose sowie ein Nebenprodukt etwa im Verhältnis 1:1 enthält.

  Das aus beiden Chromatogrammen erhaltene schmierige Material wird unter Erwärmen mit 200   ml    Aceton verrieben, wobei die schwerlösliche 4,6-O-Methylen-glucopyranose auskristallisiert. Nach Absaugen, Waschen mit wenig Aceton und Trocknen wird rohe Verbindung der Formel V erhalten. Kristallisation aus MeOH ergibt reine   4,6-O-Methylen-D-glucopyranose.    Nach nochmaliger Kristallisation aus MeOH fällt 4,6-O-Methylen -D-glucopyranose vom Smp. (1730 sintern) 186-1880 an;   k±] 21    =   + 9,70    (c = 10,08 in   H20    nach 16 Stunden).



  b)   Natflumsilz    der   4,6-0-Methylen9-D-glucopyranose   
19,22 g 4,6-O-Methylen-D-glucopyranose suspendiert man in einem Gemisch von 40   ml    MeOH und 30   ml    Wasser, kühlt die Suspension mit Eis-Wasser, gibt 60   ml    2N methanolische NaOH zu und rührt unter Eiskühlung.



  Nach erfolgter Lösung der   4,6-O-Methylen-D-glucopyra.   



  nose wird sofort unter starkem Rühren in ein eiskaltes Gemisch von 500 ml   EtOH-Äther-(1:1)    eingetropft und noch ca. 5 Minuten gerührt. Die weisse Fällung des Natriumsalzes von 4,   6-O-Methylen.D.glucopyrano se    wird abgesogen und zuerst dreimal mit je 60 ml Äther-EtOH   -(1:1),    dann mit 100 und 50 ml Äther gewaschen und im Vakuum, dann im Hochvakuum zuerst bei 200, dann bei 25-300 getrocknet.



  c) 1-O-Benzyloxycarbonyl-4,6-O-methylen-ss-D-gluco-    pyranose    (Formel VI)
Zu einer Suspension von 21,3 g Natriumsalz der 4,6   -O-Methylen-p.D.glucopyrnnose    in 450 ml abs. Chloroform gibt man 19,7 g Chlorameisensäurebenzylester und rührt unter Feuchtigkeitsausschluss 16 Stunden bei 200, wobei ein gallertiger Brei entsteht. Zu diesem setzt man zuerst 100 ml n-Butanol, dann 50 ml Chloroform-n-Butanol-(4: 1) u. wäscht dreimal mit je 40 ml Wasser aus. Die Waschwässer werden noch einmal mit 50 ml Chloroform   -n-Butanol-(4:1)    nachextrahiert. Die vereinigten organischen Phasen trocknet man über Na2SO4 u. dampft im Vakuum ein. Der kristalline Rückstand wird mit 200 ml Äther verrieben, die Kristalle abgesogen, zweimal mit je
150 ml Äther, dann mit 50 ml Äther gewaschen und im Vakuum bei 1100 getrocknet.

  Zweimalige Kristallisation aus Aceton ergibt analysenreine Verbindung der Formel VI in Form faseriger Nadeln vom Smp. 158-1590 (nach Trocknung im Hochvakuum bei   1100),      J 2o    =  - 37,80 (c = 0,418 in   CHC13).   



  d)   I-0-Bezyloxycarbonyl-2,3-di-0-formyl-4,6-0-me-       tiü?len.p.D.gIucopyrnse    (Formel VII, worin R1 für den Formylrest steht)    dl) Ameisensäure-Essigsäureankydrid   
13,6 ml Ameisensäure (16,6 g = 0,36 Mol) werden unter Rühren und Kühlung mit Eiswasser innert 15 Minuten so zu 16,5   ml    Essigsäureanhydrid (17,85 g = 0,175 Mol) zugetropft, dass die Innentemperatur stets zwischen +5 und +100 liegt. Danach lässt man 4 Stunden bei 200 stehen.



   d2)   Formylierung   
Zu einer auf - 200 gekühlten Suspension von 9,78 g Verbindung der Formel VI in 80 ml abs. Methylenchlorid gibt man das Ameisensäure-Essigsäureanhydrid-Ge- misch, rührt 2 Minuten und tropft dann unter Rühren, Feuchtigkeitsausschluss und   bei -20    bis - 250 (Innentemperatur) im Verlauf von 30 Minuten eine Mischung von 40   ml    abs. Pyridin und 40 ml abs. Methylenchlorid zu. Anschliessend wird noch 30 Minuten bei   200    gerührt, dann mit 100   ml      CH2C12    verdünnt und viermal mit je 100 ml Wasser gewaschen. Die organische Phase trocknet man über Na2SO4, dampft im Vakuum ein und zieht den Rückstand viermal mit je 80 ml Benzol im Vakuum hoch.

  Nach Trocknung im Hochvakuum bei 600 fällt rohe   1-O-Benzyloxy-carbonyl-2,3-di-O-formyl-4,6-O-me-      thylen-,8-D-glucopyranose    an, die aus 5 ml Aceton unter Zusatz von 40 ml Äther und 10   ml    Pentan die kristallisierte Verbindung liefert; deren Umkristallisation aus 5 ml Aceton unter Zugabe von 25 ml Äther ergibt analysenreines Produkt vom Smp. 115-1160,   i[lal,    = - 37,70 (c = 2,084 in   CHCl,).   



  e) 2,3-Di-O-formyl-4,6-O-methylen-ss-D-glucopyranose  (Formel m, worin   R1 für    den Formylrest steht)    el) Palladiiankatalysator   
In einem Gemisch von 30   ml    MeOH und 20 ml Wasser löst man 150 mg PdCI2 und hydriert 1 Stunde bei Atmosphärendruck und 200. Danach dekantiert man die überstehende Lösung vom ausgefallenen Pd-Schwarz ab, wäscht dreimal mit je 50 ml MeOH und dreimal mit je 75 ml Aceton.



   e2) Abspaltung der Benzyloxycarbonylgruppe
Das   Pd    suspendiert man in 80 ml absolutem Aceton, welches 0,04 ml 0,1 N HC1 enthält, gibt 7,65 g   l-O-Ben-    zyloxy-carbonyl-2,3   -di-O-formyl-4,6-O-methylen    -D-glucopyranose zu, und hydriert bei Atmosphärendruck und 200. Nach beendeter Hydrogenolyse (ca. 50 Minuten) filtriert man vom Katalysator ab, wäscht mit 30 ml Aceton (enthaltend 0,015 ml 0,1N HCI) nach, konzentriert das Filtrat im Vakuum bei 300 Badtemperatur auf ca. 15 ml, setzt 30 ml Äther und 10 ml Pentan zu und lässt kristallisieren. 

  Die erhaltene   2,3-Di-O-formyl-4,6-O-methylen-      -0-D-glucopyranose    ergibt, erneut aus 10 ml Aceton (enthaltend 0,01   ml    0,1 N HCI) unter Zusatz von 30   ml    Äther kristallisiert, analysenreine Verbindung vom Smp. 103
1050   (Zers.),[α]D20 =      35,50    (c = 2,022 in Aceton). 

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH
    Verfahren zur Herstellung von 4'-Demethyl-epipodophyllotoxin-ss-D-4,6-O-methylen-glucosid (Formel I, siehe Formelblatt), dadurch gekennzeichnet, dass man 4'-Ben zyloxycarbonyl-4' -demethyl-epipodophyliotoxin (Formel II) mit einer 4,6-O-Methylenglucose der allgemeinen Formel III, worin Ru für eine niedere, unverzweigte aliphatische Acylgruppe steht, in Gegenwart von Bortrifluorid kondensiert und anschliessend aus den so erhaltenen Verbindungen der allgemeinen Formel IV, worin Rl obige Bedeutung hat, die Schutzgruppen abspaltet.
    UNTERANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von 4'-Demethyl-epipodo phyllotoxin-D-4,6-O-methylen-glucosid nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man 4'-Benzyloxycarbonyl-4'-demethyl-epipodophyllotoxin mit 4,6-0-Me thylen-2,3-di-O-formyl-;P-D-glucopyranos in Gegenwart von Bortrifluorid kondensiert, anschliessend aus dem so erhaltenen 4'-Benzyloxycarbonyl - 4' - demethyl-epipedo- phyllotoxin-fi-D-2,3-di-O-formyl-4,6-O-methylen-glucosid (Formel w b) die Formylgruppen durch Behandlung mittels Zinkacetat in Methanol abspaltet und das so erhaltene 4'-Benzyloxycarbonyl-4'-demethyl-epipodophyllo toxin-,3-D-methylen-glucosid (Formel IVa) der Hydrogenolyse mit einem Palladium-Katalysator unterwirft.
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