CH621544A5 - - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCH E 1. Verfahren zur Herstellung von Derivaten des 5-Fluorpy-rimidin-4-ons (4-Oxo-5-fluorpyrimidin) der Formel (1)

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HN

R 0

N

(1)

worin R für gerad- oder verzweigtkettiges Alkyl mit 4 bis 18 C-Atomen, für gerad- oder verzweigtkettiges Alkenyl mit 2 bis 18 C-Atomen, für Alkylenoxyd mit 3 bis 10 C-Atomen, für Aryl oder Aralkyl steht, dadurch gekennzeichnet, dass das 2,4-Dichlor-5-fluorpyrimidin der Formel (2)

(2)

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mit einem Alkoholat oder Phenolat der Formel ROM, worin R die oben angegebene Bedeutung hat und M für Alkalimetall steht, reagiert wird und so das 2,4-disubstituierte-5-Fluorpy-rimidin der Formel (3) erhalten wird 30

OR

N

OR

(3)

N

(1)

worin R für gerad- oder verzweigtkettiges Alkyl mit 4 bis 18 C-Atomen, für gerad- oder verzweigtkettiges Alkenyl mit 2 bis 18 C-Atomen, für Alkylenoxyd mit 3 bis 10 C-Atomen, für Aryl oder Aralkyl steht, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch 1.

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Die vorliegend beschriebene Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Derivaten des 5-Fluorpyrimidin-4-ons (4-Oxo-5-fluorpyrimidin) der Formel (1)

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(1)

wonach das Fluorpyrimidin der Formel (3) zur Verbindung der Formel (1) hydrolysiert wird.

2. Verfahren gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung der Formel (1) mit R gerad-oder verzweigtkettiges Alkyl mit 4 bis 18 C-Atomen eingesetzt 45 wird.

3. Verfahren gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung der Formel (1) mit R gerad-oder verzweigtkettiges Alkenyl mit 2 bis 18 C-Atomen eingesetzt wird. so

4. Verfahren gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung der Formel (1) mit R Alkylenoxyd mit 3 bis 10 C-Atomen eingesetzt wird.

5. Verfahren gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung der Formel (1) mit R Aryl 55 eingesetzt wird.

6. Verfahren gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung der Formel (1) mit R Aralkyl eingesetzt wird.

7. Derivate des 5-Fluorpyrimidin-4-ons (4-Oxo-5-fluorpy- 60 rimidin) der Formel (1)

worin R für gerad- oder verzweigtkettiges Alkyl mit 4 bis 18 C-Atomen, für gerad- oder verzweigtkettiges Alkenyl mit 2 bis 18 C-Atomen, für Alkylenoxyd mit 3 bis 10 C-Atomen, für Aryl oder Aralkyl steht.

Ebenso betrifft die Erfindung das nach dem Verfahren hergestellte Produkt der Formel (1).

Seit der Veröffentlichung von Heidelberger et al. in Cancer Research, Band 18, Seite 305, 1958, wonach das 5-Fluorurazil das Wachstum von transplantierten Tumoren inhibiert, ist die Verbindung als klinischer Antitumorwirkstoff verwendet worden. Wegen der hohen Toxizität jedoch kann eine Verabreichung der genannten Verbindung über längere Zeit verschiedene Nebenwirkungen zeigen. Beispiele dafür sind Appetitverlust, Stomatitis, Nausea, Erbrechen und ähnliche gastrointestinale Störungen, Leukopenie, Thrombozytopenie und ähnliche Blutstörungen sowie Leber- und Nierenschäden.

Um die genannten Nachteile zu überwinden, haben wir intensive Nachforschungen betrieben und dabei gefunden, dass die obengenannten Derivate des 5-Fluorpyrimidin-4-ons eine stark verringerte Toxizität und eine hohe Antitumorwirkung zeigen.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Derivaten des 5-Fluorpyrimidin-4-ons (4-Oxo-5-fluorpyrimi-din) der Formel (1)

O

(1)

worin R für gerad- oder verzweigtkettiges Alkyl mit 4 bis 18 C-Atomen, für gerad- oder verzweigtkettiges Alkenyl mit 2 bis 18 C-Atomen, für Alkenyloxyd mit 3 bis 10 C-Atomen, für Aryl oder Aralkyl steht, ist im vorangehenden Patentanspruch 1 charakterisiert.

Neben dem Verfahren wird erfindungsgemäss auch das nach dem Verfahren hergestellte Produkt beansprucht.

Das 2,4-Dichlor-5-fluorpyrimidin der Formel (2), welches im erfindungsgemässen Verfahren als Ausgangsmaterial verwendet werden kann, ist z.B. in Collection of Czechoslovak Chemical Communications, Band 30, Seite 1900, 1965, beschrieben.

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Die Alkoholate oder Phenolate der Formel ROM, welche im erfindungsgemässen Verfahren eingesetzt werden, enthalten als Metall M zum Beispiel Natrium oder Kalium. Solche Verbindungen sind entweder leicht herzustellen über die Reaktion von Alkoholen oder Phenolen der Formel ROH mit dem entsprechenden Alkalimetall oder dessen Hydrid, die Verbindungen sind aber auch zum Teil im Handel erhältlich. Falls bei der zuletzt genannten Reaktion Alkohol oder Phenol als Feststoff vorliegen, ist es von Vorteil, diese in Lösung zu verwenden. Als Lösungsmittel kommen dafür in Frage absoluter Äthyläther, Dioxan, Benzol oder ähnliche. Mit Vorteil wird die Reaktion unter Erwärmung ausgeführt, da dadurch die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht wird. Beispiele für R in der genannten Formel sind für gerad- oder verzweigtkettiges Alkyl mit 4 bis 18 C-Atomen Butyl, Isobutyl, Pentyl, Hexyl, Octyl, Decyl, Hexadecyl, Octadecyl usw., für gerad- oder verzweigtkettiges Alkenyl mit 2 bis 18 C-Atomen Vinyl, Allyl, Butenyl, Hexenyl, Octenyl, 3,7-DimethyI-2,6-octadienyl, 9-Octadece-nyl, usw., für Alkylenoxyd mit 3 bis 10 C-Atomen Verbindungen der Formel worin m eine ganze Zahl von 2 bis 10, n 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 8, und die Summe von m + n zwischen 3 und 10 liegt, wie z. B. 2,3-Epoxypropyl, 9,10-Epoxydecyl, Tetra-hydrofuryl, Tetrahydrofurfuryl, Tetrahydropyranyl, 1,5-Epoxy-hexyl usw., für Aryl-Gruppen Phenyl, Tolyl, Xylyl usw., und für Aralkyl Benzyl, Phenetyl, Phenylpropyl usw.

Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren wird das 2,4-Dichlor-5-fluorpyrimidin der Formel (2) mit Verbindungen der Formel ROM reagiert. Die Definitionen von R und M sind weiter oben gegeben worden. Die Reaktion wird mit Vorteil in einem absoluten, nichtprotonischen Lösungsmittel wie z.B. Benzol, Toluol, Dioxan oder ähnliches, ausgeführt. Auch der Alkohol oder das Phenol, welches als Ausgangsmaterial für die Herstellung von ROM eingesetzt wird, kann dabei als Lösungsmittel verwendet werden. Die Verbindung ROM wird in der Hauptreaktion mit Vorteil im Uberschuss eingesetzt. Günstig ist es, wenn z.B. 2- bis 3mal die molare Menge, bezogen auf das Pyrimidinderivat eingesetzt wird. Die Reaktion kann normalerweise bei Temperaturen zwischen 50 und ungefähr 300° C geführt werden.

Der Einsatz des 2,4-Dichlor-5-fluorpyrimidins der Formel (2) als Ausgangsmaterial führt zuerst über die Zwischenverbindung 2,4-disubstituierte-5-fIuorpyrimidin der Formel (3), welches anschliessend hydrolysiert wird, und so das gesuchte Produkt der Formel ( 1 ) liefert. Die Zwischensubstanz der Formel (3) kann gleich nach Erhalt hydrolysiert werden, ohne dass sie zuerst isoliert werden muss. Die Zwischensubstanz (3) wird mittels bekannter Verfahren wie Extraktion, Destillation oder Auskristallisation aus der Reaktionsmischung entfernt. Falls die Zwischensubstanz gleich in der Reaktionsmischung hydrolysiert werden soll, ist es von Vorteil, vorerst das Lösungsmittel aus der Mischung abzudestillieren. Die Hydrolyse kann hierauf mittels der bekannten Methoden ausgeführt werden. Beispielsweise wird der isolierte Zwischenstoff oder die Reaktionsmischung ohne Lösungsmittel in Wasser suspendiert oder gelöst. Anstatt Wasser können auch Mischungen mit solchen Lösungsmitteln verwendet werden, die mit Wasser mischbar sind. Beispiele dafür sind Methanol, Äthanol, Dioxan und ähnliche. Zur Suspension oder Lösung wird hierauf eine basisch reagierende Substanz gegeben, wie z. B. Hydroxyde oder Karbonate von Alkali- oder Erdalkalimetall. Die Mischung wird hierauf normalerweise auf 50 bis ungefähr 150° C erwärmt, wodurch nur der Substituent in der 4-Stellung des

2,4-disubstituierten-5-Fluorpyrimidin der Formel (3) selektiv hydrolysiert wird und dabei die Verbindung der Formel ( 1 ) gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren liefert. Der Fortgang der genannten Reaktion kann mittels dünnschichtchro-matographischer Untersuchungen festgestellt werden.

Die Verbindung der Formel (1 ), welche im erfindungsgemässen Verfahren erhalten wird, ist leicht mittels herkömmlicher Verfahren aus den Reaktionsgemischen abzutrennen. Beispielsweise kann dabei folgendermassen vorgegangen werden: Abdestillieren des Lösungsmittels aus der Reaktionsmischung, Zugabe von verdünnter Salzsäure zum Rückstand bis zu einem pH von 4 bis 6, Extraktion der angesäuerten Mischung mit Methylenchlorid, Chloroform oder ähnlichen Stoffen, Konzentrierung der Extrakte und Reinigung der erhaltenen Konzentrate mittels Rekristallisation oder Kolonnen-Chromatographie.

Die Antitumor-Präparate, welche die Produktion des erfindungsgemässen Verfahrens als aktive Komponente enthalten, umfassen eine wirksame Menge solcher Verbindungen und einen Träger.

Solche Kompositionen können als verschiedene, pharmazeutische Präparate hergestellt werden. Für orale Einnahme sind Tabletten, Kapseln, weiche Kapseln, Granülen, Granülen mit verlangsamter Abgabe, feine Teilchen und Sirup, möglich. Präparate für nichtorale Einnahme umfassen parenterale Lösungen, Suppositorien, usw. für örtliche Anwendungen sind Salben herzustellen.

Im Hinblick auf die leichte Herstellung, die Lagerstabilität und die Wirksamkeit ist es von Vorteil, die Produkte des erfindungsgemässen Verfahrens in Form von Kapseln, Granulaten, Granulaten mit verlangsamter Abgabe, feinen Teilchen und Suppositorien zu verwenden.

Die Träger, welche für Präparate für orale Einnahme wie zum Beispiel Tabletten, Kapseln, Granulate, Granulate mit verlangsamter Abgabe, feiner Teilchen, Sirupe, usw., verwendet werden können, umfassen beispielsweise Lactose, Saccharose, Stärke, Talk, Magnesiumstearat, kristalline Zellulose, Methylzellulose, Carboxymethylzellulose, Glyzerin, Natrium-alginat, Gummi arabicum, usw. Beispiele für Überzugsmaterialien für Granulate mit verlangsamter Abgabe sind «Etho-cel» (Handelsmarke der Firma Dow Chemical Co., USA) «Eudragit» (Handelsprodukt der Firma Rohm & Haas Co., USA) Beispiele für Trägersubstanzen in weichen Kapseln umfassen Lebensmittel-Öle und -Fette mit Schmelzpunkten unterhalb 40° C. Beispiele solcher Stoffe sind Sesamöl, Rapsöl, Triglyzeridöle von mittlerer Kettenlänge, usw. Falls erwünscht, können solchen Mischungen oberflächenaktive Stoffe, Suspen-dierungshilfsstoffe, Siliziumdioxyd und ähnliche Substanzen für die Herstellung der Kapseln eingesetzt werden.

Die Menge der wirksamen Komponente in oral einzunehmenden Präparaten liegt mit Vorteil zwischen 200 und 500 mg pro Einheit. Geeignete Trägerstoffe für die Herstellung von Suppositorien sind z.B. Kakaobutter, «Witepsol-W35» (Handelsmarke für ein Fett der Firma Dynamit Nobel AG, Deutschland) usw. Die Suppositorien enthalten mit Vorteil 500 bis 1000 mg der aktiven Komponente pro Einheit. Die tägliche Dosis für systemische Behandlungen mittels oral einzunehmender Präparate oder Suppositorien kann mit Vorteil zwischen 800 und 1500 mg bezogen auf die aktive Substanz, liegen.

Beispiele für geeignete Träger für örtlich anzuwendende Salben sind flüssiges Paraffin, Cetylalkohol, weisse Vaseline, Squalan, wässriges Lanolin, Cholesterol, Stearvlalkohol und ähnliche Materialien von öliger oder fettiger Konsistenz. In solchen Salben beträgt der Gehalt an aktiver Komponente 5 bis 10 Gew.%.

Weiter unten werden nun Beispiele für das erfindungsge-mässe Verfahren angegeben.

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Beispiel 1

9,8 g elementares Kalium werden in 300 ml absolutem n-Butanol gelöst. Zu dieser Lösung werden 16,7 g 2,4-Dichlor-5-fluorpyrimidin gegeben und die Mischung 5 Stunden lang bei 60 bis 70" C gerührt. Nach Abschluss der Reaktion wird das Lösungsmittel abdestilliert und 50 ml Wasser zum Rückstand gegeben. Die Mischung wird hierauf mit 300 ml Toluol extrahiert. Das Toluol-Extrakt wird mit Wasser gewaschen, getrocknet und konzentriert. Das Konzentrat wird bei Unterdruck reduziert und ergibt 20,6 g farbloses, öliges, 2,4-di(n-Butoxy)-5-fluorpyrimidin mit einer Ausbeute von 85,1%. Der Schmelzpunkt betrug 125 bis 126°C bei 3 bis 4 mm Hg Druck.

Die Elementaranalyse betrug für C^H^^C^F

Berechnet in %: C 59,49 H 7,90 N 11,56

Gefunden in %: C 59,69 H 8,19 N 11,27

Beispiel 2

5.8 g elementares Natrium werden in 300 ml absolutem n-Butanol gelöst. Zu dieser Lösung werden 16,7 g 2,4-Dichlor-5-fluorpyrimidin gegeben und die Mischung 3 Stunden lang rückfiussiert. Nach Abschluss der Reaktion wird das Lösungsmittel abdestilliert. Zum Rückstand werden 350 ml einer 2n wässrigen Lösung von Kaliumhydroxyd gegeben. Diese Mischung wird hierauf 10 Stunden lang unter Rühren rückfiussiert. Die erhaltene Reaktionsmischung wird abgekühlt und zweimal mit je 100 ml Äther extrahiert, um ätherlösliche Substanzen zu entfernen. Zum Rückstand wird verdünnte Salzsäure gegeben, um das pH auf 4 bis 5 einzustellen und die Kristalle auszuscheiden. Das abgeschiedene Produkt wird aus Äthanol rekristallisiert und ergibt 15,5 g weisses, kristallines 2-n-Butoxy-5-fluorpyrimidin-4-on mit einer Ausbeute von 83,3 Cr. Der Schmelzpunkt des Produktes lag bei 127 bis 129,5" C.

Elementaranalyse für CgHuNjCKF

Berechnet in %: C 51,61 H 5,95 N 15,05

Gefunden in %: C 51,43 H 5,78 N 14,97

Beispiel 3

36,3 g n-Hexadecanol werden in 200 ml absolutem Äther gelöst. Zur Lösung werden 3,3 g elementares Natrium gegeben und die Mischung hierauf so lange rückfiussiert, bis das Natrium vollständig aufgelöst ist. Anschliessend werden 8,5 g 2,4-Dichlor-5-fluorpyrimidin zugegeben und die so erhaltene Lösung 3 Stunden lang rückfiussiert. Die erhaltene Reaktionslösung wird mit wenig Wasser gewaschen und die ätherische Phase aufkonzentriert, so dass sich Kristalle ausscheiden.

Diese werden abgetrennt und aus Äthanol rekristallisiert und ergeben schliesslich 18,6 g weisses, kristallines 2,4-di-(n-Hexa-decyloxy)-5-fIuorpyrimidin mit einer Ausbeute von 63,1 %.

Der Schmelzpunkt des Produktes lag bei 62 bis 63° C.

Elementaranalyse für C36H67N202F

Berechnet in %: C 74,69 H 11,67 N 4,84

Gefunden in %: C 74,55 H 11,72 N 4,77

2.9 g des 2,4-di-(n-Hexadecyloxy)-5-fluorpyrimidins werden in einer Mischung von 5 ml 2n wässriger Kaliumhydroxydlösung und 25 ml Äthanol gelöst und die Lösung 4 Stunden lang rückfiussiert. Das Äthanol wird anschliessend aus der Reaktionsmischung abdestilliert und zum Rückstand werden 50 ml Äther gegeben, um ätherlösliche Substanzen zu entfernen. Zum Rückstand nach dem Abtrennen der Ätherphase wird verdünnte Salzsäure gegeben, um den pH auf 4 bis 5 einzustellen und so die Kristalle auszuscheiden. Diese werden nach dem Abtrennen aus Äthanol rekristallisiert und ergeben 1,3 g weisses, kristallines 2-n-Hexadecyloxy-5-fluorpyrimidin-4-on mit einer Ausbeute von 73,0%. Der Schmelzpunkt des Produktes lag bei 97 bis 98° C.

Elementaranalyse für C^oH^sNiCKF Berechnet in %: C 67,76 H 9,95 N 7,20 Gefunden in %: C 67,59 H 10,21 N 7,45

Beispiel 4

5.8 g elementares Natrium werden in einer Mischung von 100 ml Benzylalkohol und 200 ml Toluol gelöst. Zur Lösung werden 16,7 g 2,4-Dichlor-5-fluorpyrimidin gegeben und die Mischung wird 4 Stunden lang rückfiussiert. Die erhaltene Reaktionsmischung wird mit Wasser gewaschen, getrocknet und bei Unterdruck destilliert. Erhalten werden 27,0 g farbloses, öliges 2,4-di-(Benzyloxy)-5-fluorpyrimidin mit einer Ausbeute von 87,1 %. Der Siedepunkt des Produktes bei 3 bis

4 mm Hg liegt bei 205 bis 206° C und sein Schmelzpunkt bei 48,5 bis 49,5° C.

Elementaranalyse für C^H^^O^F:

Berechnet in %: C 69,67 H 4,87 N 9,03 Gefunden in %: C 69,94 H 5,06 N 8,75

Beispiel 5

6.9 g elementares Natrium werden in eine Mischung von 28 g Phenol und 200 ml Toluol gegeben. Die resultierende Lösung wird 1 Std. lang unter Rühren rückfiussiert. Anschliessend werden 16,7 g 2,4-Dichlor-5-fluorpyrimidin zur Lösung gegeben und die Mischung wiederum 4 Std. lang rückfiussiert. Die erhaltene Reaktionsmischung wird anschliessend gleich behandelt wie im Beispiel 2 und ergibt schliesslich 17,3 g weisses, kristallines 2-Phenoxy-5-fluorpyrimidin-4-on mit einer Ausbeute von 84,0%. Der Schmelzpunkt des Produktes liegt bei 224 bis 224,5° C.

Elementaranalyse für C10H7N2O2F Berechnet in %: C 58,26 H 3,42 N 13,59 Gefunden in %: C 57,98 H 3,34 N 13,54 Im folgenden werden die Untersuchungen betreffend Toxizität und Antitumoreffekt der im erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen Verbindungen beschrieben und deren Resultate angegeben.

Akute Toxizität Die Verbindung wird Mäusen oral eingegeben und die Mäuse werden jeweils nach 3 Tagen, 1 Woche, 2 Wochen und 3 Wochen auf Sterblichkeit geprüft. Die Prüfung auf das LDS0 wird gemäss der Methode von Litchfield and Wilcoxon berechnet. Die Resultate sind in der weiter unten aufgeführten Tabelle 1 zusammengestellt. In der gleichen Tabelle sind auch die Vergleichsresultate bei der Verwendung von 5-Fluoruracil angegeben.

Tabelle 1 (Angaben in mg/kg Lebendgewicht)

Verbindung Zeit

3 Tage 1 Woche 2 Wochen 3 Wochen

2-n-Butoxy-5-fluorpyrimidin-

4-on 945 945 945 945 2-Benzyloxy-

5-fluorpyrimidin-

4-on 894 894 894 894

5-Fluoruracil — 200 145 115 (Vergleichsversuch)

Antitumoreffekt Je 5 x 106 Zellen von Carcinoma Ehrlich oder Sarcoma 180 werden subcutan in Mäuse transplantiert. 24 Std. nach der

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Transplantation und während folgenden Perioden werden Verbindungen aus dem erfindungsgemässen Verfahren oral an die Mäuse verabreicht. Die Verabreichung erfolgt täglich 7 Tage lang. 10 Tage nach der Transplantation wird das Gewicht des Tumors in den Untersuchungstieren ausgemessen, um den 5 inhibitionsprozentsatz durch die verschiedenen Verbindungen in bezug auf das Tumorgewicht der Vergleichstiergruppe ist festzustellen. Die Resultate sind in Tabelle 2 unten zusammengestellt.

In der gleichen Tabelle sind auch die Resultate bei der 10 Verabreichung von 5-FIuoruracil zum Vergleich angegeben.

Tabelle 2

Verbindung Dosis Inhibition in %

(mg/kg Carcinoma Sarcoma und Tag) Ehrlich 180

2 -n -Butoxy-5 -fluor-

pyrimidin-4-on

90

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2-Benzyloxy-5-fluor-

pyrimidin-4-on

90

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5-Fluoruracil

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( Vergleichsuntersuchung)

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