PL166224B1

PL166224B1 - Sposób wytwarzania nowych pochodnych taksolu PL PL PL

Info

Publication number: PL166224B1
Application number: PL91295890A
Authority: PL
Inventors: David G I Kingston; Zhi-Yang Zhao
Original assignee: Virginia Tech Intell Prop
Priority date: 1990-08-28
Filing date: 1991-08-28
Publication date: 1995-04-28
Also published as: KR920004370A; CS263291A3; PL166218B1; PL295892A1; HU210326B; JPH0699410B2; NO913007L; OA10035A; RU2043346C1; NO913007D0; HUT59119A; JPH04230676A; HU912755D0; KR0132157B1; PL166242B1; NZ239377A; FI913651A7; MY107794A; AU654085B1; ZA916450B

Abstract

1. Sposób wytwarzania nowych pochod- nych taksolu o ogólnym wzorze 1, w którym Ac oznacza acetyl, a R oznacza grupe o wzorze -(CHy)n -CO-O-(CH2)z-OH, w którym n ozna- cza 1-3, y oznacza 1-2, przy czym gdy n ozna- cza 1, to wówczas y oznacza 2, a z oznacza 2-3, znamienny tym, ze pochodna 2'-0-acylo-taksolu w postaci kwasu poddaje sie reakcji z glikolem alkilenowym. Wzór 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nowych pochodnych taksolu, rozpuszczalnych w wodzie, wykazujących działanie przeciwnowotworowe. W szczególności sposobem według wynalazku wytwarza się nowe pochodne taksolu o ogólnym wzorze 1, w którym Ac oznacza acetyl, a R oznacza grupę o wzorze -(CHy)n-CO-O-(CH2)z-OH, w którym n oznacza 1-3, y oznacza 1-2, przy czym gdy n oznacza 1, to wówczas y oznacza 2, a z oznacza 2-3.

Taksol jest występującym w przyrodzie dwuterpenoidem, będącym potencjalnie doskonałym lekiem przeciwrakowym. Taksol wykazałjuż działanie w przypadku kilku rodzajów nowotworów. Po raz pierwszy związek ten wyizolowali i zbadali jego budowę Wani i współpracownicy, J. Am. Chem. Soc., 1971,93,2325. Taksol wykryto w korze sicu Taxus brevifolia, a także T. baccata i T. cuspidata.

Biologiczne działanie taksolu łączy się z jego wpływem na podział komórek. Taksol sprzyja powstawaniu mikrotubul tworzących wrzeciono mitotyczne podczas podziału komórki. Taksol zapobiega jednak depolimeryzacji tubuliny tworzącej mikrotubule wrzeciona mitotycznego, niezbędne dla nastąpienia podziału komórki, tak więc powoduje on zatrzymanie tego podziału. Mechanizm działania taksolu jest unikalny, gdyż polega on na tworzeniu polimerów tubulinowych, podczas gdy inne leki przeciwrakowe, takie jak winblastyna i kolchicyna, zapobiegają powstawaniu mikrotubul.

Ze względu na ograniczoną dostępność taksolu, którego nie udało się do tej pory zsyntetyzować, nie stanowił on przedmiotu powszechnych badań. Wstępne próby wykazały, że taksol może mieć pewien marginalny wpływ w leczeniu ostrej białaczki i czerniaka, a ponadto odnotowano jego działanie w przypadku innych nowotworów. Badania McGuire'a i współpracowników, Ann. Int. Med., 1989,111,273-279, wykazały aktywność taksolu w przypadku lekoopornego raka jajników. Ze względu jednak na niską rozpuszczalność taksolu w wodzie trzeba go było podawać w postaci wlewów rozcieńczonych wodnymi roztworami dekstrozy.

Należy wziąć pod uwagę fakt, iż w pierwszej fazie badań klinicznych sam taksol nie dawał nadmiernych efektów toksycznych, natomiast ostre reakcje uczuleniowe wystąpiły pod wpływem emulgatorów podawanych wraz z taksolem w związku z jego słabą rozpuszczalnością w wodzie. W co najmniej jednym przypadku nastąpiła śmierć pacjenta spowodowana działaniem tych emulgatorów. Tak więc istnieje zapotrzebowanie na rozpuszczalne w wodzie pochodne taksolu, które zachowałyby działanie przeciwnowotworowe i przeciwrakowe związku macierzystego.

Taksol jest związkiem o budowie przedstawionej wzorem 2 i widmie NMR przedstawionym na figurze. Sygnały taksolu są wyraźnie rozdzielone i mieszczą się w zakresie 1,0-8,2 ppm. Dla uproszczenia widmo podzielono na trzy regiony: pierwszy pomiędzy 1,0-2,5 ppm, utworzony przez mocne sygnały od trzech protonów grup metylowej i octanowej oraz złożone multiplety pochodzące od niektórych grup metylenowych, drugi pomiędzy 2,5 i 7,0 ppm, zawierający sygnały

166 224 pochodzące od większości protonów w szkielecie i łańcuchu bocznym taksolu, oraz trzeci pomiędzy 7,0 i 8,2 ppm, zawierający sygnały pochodzące od protonów aromatycznych ugrupowań benzoesanu C-2, fenylu C-3' i benzamidu C-3'. Piki w widmie NMR na figurze oznaczono zgodnie z numeracją atomów węgla w cząsteczce taksolu, do których są przyłączone protony dające sygnały.

Magri i Kingston, Journal of Natural Products, vol. 51, nr 2, str. 298-306, marzec-kwiecień 1988, donieśli o biologicznej aktywności taksoli podstawionych w pozycjach C-2' i C-7 w celu nadania im lepszej rozpuszczalności w wodzie. Zsyntetyzowano 2'-(t-butylodwumetylosililo)taksol i stwierdzono, że jest on zasadniczo nieaktywny, co uznano za wskazówkę, iż dla biologicznej aktywności taksolu konieczna jest wolna grupa hydroksylowa w pozycji 2' taksolu. Podstawniki acylowe w pozycji 2',2'-acetylotaksolu i 2',7'-dwUacetylotaksolu ulegały z łatwością hydrolizie in vivo i oba te związki wykazały aktywność w próbie biologicznej na hodowli komórek. Nietrwałość podstawników acylowych w pozycji 2' sugerowała, iż 2'-acetylotaksole mogą służyć jako proleki taksolu, to znaczy związki wykazujące działanie biologiczne dopiero po biotransformacji.

Magri i Kingston wytworzyli dwie pochodne taksolu o zwiększonej rozpuszczalności w wodzie, to jest 2’-(^-alanylo)taksol o wzorze 3 i 2'-sukcynylotaksol o wzorze 4. Stwierdzono, że 2'-(8-alanylo)taksol jest aktywny in vivo i in vitro, lecz nietrwały. 2'-Sukcynylotaksol, wytworzony działaniem bezwodnika bursztynowego na taksol, miał znacznie obniżoną wartość wskaźnika P-388 in vivo w porównaniu z taksolem. Tak więc wysiłki badaczy skoncentrowały się na poszukiwaniu innych pochodnych taksolu, które nie wykazywałyby nietrwałości lub braku aktywności in vivo i in vitro.

Deutsch i współpracownicy, J. Med. Chem., 1989, 32 788-792, podali że sole 2'-sukcynylotaksolu i 2'-glutaryłotaksolu mają lepsze właściwości przeciwnowotworowe w porównaniu z wolnymi kwasami. Ponieważ badacze ci uważali, iż sole z różnymi przeciwjonami często mają znacznie różniące się właściwości, zsyntetyzowali oni i przebadali wiele różnych soli 2'-podstawionego taksolu. Sole z trójetyloaminą i N-metyloglukaminą były znacznie lepiej rozpuszczalne w wodzie i były aktywniejsze od soli sodowych. Stwierdzono także, że pewna grupa soli 2'-glutarylota.ksolu jest aktywniejsza od analogów 2'-sukcynylotaksolowych. W szczególności sól powstała przez sprzęganie 2'-glutarylotaksolu z 3-dwumetyloamino-l-propyloaminą z użyciem N,N'-karbonylodwuimidazolu (CDI) wykazała dobrą rozpuszczalność i bioaktywność.

Oprócz zwiększenia rozpuszczalności i aktywności taksolu, pożądane jest także wytworzenie pochodnych taksolu o zwiększonej trwałości dla wydłużenia okresu ich przechowywania. Uważa się, iż sole estrów taksolu są bardzo podatne na hydrolizę zasadową, a grupy nadające rozpuszczalność w wodzie, takie jak ugrupowania soli karboksylowych lub soli amin, są raczej zasadowe. Tak więc istnieje zapotrzebowanie na syntetyczne obojętne, rozpuszczalne w wodzie pochodne taksolu o aktywności równej aktywności taksolu lub wyższej od niej. Sole typu sulfonianów organicznych są raczej obojętne lub słabo zasadowe, a zatem takie sole taksolu powinny mieć podwyższoną trwałość. Ponadto, ze względu na trudności związane z syntezą karboksylanowych i aminowych soli estrów taksolu, jest pożądane znalezienie tańszych, rozpuszczalnych w wodzie pochodnych taksolu oraz opracowanie sposobów ich wytwarzania. Zapotrzebowanie to spełnia sposób według wynalazku.

Cechą sposobu według wynalazku jest to, że pochodną 2'-0-acylo-taksolu w postaci kwasu poddaje się reakcji z glikolem alkilenowym.

Związki o wzorze 1 mają wysoką rozpuszczalność w wodzie i wykazują działanie przeciwbiałaczkowe, przeciwnowotworowe i/lub przeciwrakowe.

Zgodnie z korzystnym wariantem sposobu 2'-({4--(hydroksyetylotoksy]l,4-dwuketobutyloJoksy)taksol wytworzono drogą sprzęgania sukcynylotaksolu z glikolem etylenowym. Pochodną hydroksyetoksysukcynylotaksolu uzyskano z wydajnością 83% po dwudziestogodzinnej reakcji w temperaturze pokojowej. Pochodną hydroksyetoksysukcynylotaksolu otrzymano w celu przeprowadzenia Il-rzędowej grupy hydroksylowej w pozycji 2' taksolu z I-rzędową grupę hydroksylową. Postawiono hipotezę, iż grupy hydroksylowa w produkcie jest bardziej reaktywna od grupy hydroksylowej w taksolu, co umożliwi wytworzenie innych pochodnych taksolu w umiarkowanych warunkach. Widmo NMR pochodnej glikolu etylenowego wykazało obecność nowych pików przy 3,7 i 4,1 ppm, pochodzących od dwu nowych grup metylenowych w pochodnej hydroksyetylowej. Widmo masowe wykazało, że masa cząsteczkowa produktu wynosiła 997 (m/z 1020, MNa+ i 998, MH⁺).

166 224

Wynalazek ilustruje następujący przykład.

Przykład . W atmosferze argonu wytworzono roztwór 26mg 2'-sukcynylotaksolu i 20//l trójetyloaminy w 2 ml bezwodnego THF i roztwór ochłodzono do 1°C. Do roztworu dodano 10μ1 chloromrówczanu izobutylu. Mieszaninę reakcyjną ogrzano do temperatury pokojowej w ciągu 15 minut. Po etapie ogrzewania dodano 5/1 glikolu etylenowego. Mieszaninę reakcyjną mieszano w temperaturze pokojowej przez 15 godzin monitorując przebieg reakcji metodą TLC z użyciem Dwuchlorometanu/octanu etylu (1:1). Reakcję przerwano przez odsączenie osadu i odparowano rozpuszczalnik. Surowy produkt oczyszczono metodą preparatywnej TLC z użyciem dwuchlorometanu/octanu etylu (1:3). Otrzymano 25 mg (83,3%)2'-({‘4-[(2-hydroksyetylo)oksy]-1,4-dwuketobutylo}oksy)taksolu o wzorze 5. Temperatura topnienia: 164-165°C. [ct]²⁰d = -32,5° (0,002, MeOH) IR (KBr) 3500, 2950, 1760, 1740, 1660, 1390, 1260, 1160, 1080, 1040 cm’1. UV λ MeOH max: 279 nm (ε 609), 272 nm (ε 831), 228 nm (ε 14404). MS (FAB): 1020 (MNa+), 998 (MH⁺).

Widma NMR produktu przedstawiono w tabeli.

Tabela

Widmo NMR

Pozycja

	Przesunięcie 1H (ppm względem TMS)	Przesunięcie 1³C (ppm względemTMS)
1	2	3
C-1		79,1
C-2	5,7 (D, 7)	75,8
C-3	3,8 (D, 7)	45,8
C-4		81
C-5	4,95 (D, 9)	84,3
C-6	2,56 m	35,6
C-1	4,43 m	75,8
C-8		58,2
C-9		204
C-10	6,29 s	72,1
C-11		132
C-12		142,3
C-13	6,23 (t, 8)	75,8
C-14	2,42 m	35,6
C-15		43,2
C-16	1,23 s	26,8
C-17	1,15 s	20,5
C-18	1,94 s	14,3
C-19	1,70 s	9,8
C-20	4,19 (D, 8)	72,1
C-1’		172,2
C-2'	5,48 (D, 3)	74,3
C-3'	5,97 (dD, 3,9)	52,9
N-H	7,14 (D, 9)
CH₃(OAc)	2,25 s	22,1
CH₃(OAc)	2,45 s	22,8
Bz	7,4-8,1 m	126,8-138,1
CO(OAc)		168
CO(OAc)		169,9
CO(OBz)		167
CO(NBz)		167,3
C-1		171
C-2	2,65 m	29
C-3	2,78 m	29
C-4		171
C-1'	3,7 (t, 7)	66,2
C-2'	4,1	61

c₆h₅conh

AcO O θ^Η

OH i AcO ÓCOCeHs

Wzór 1

O i

C₅H₅ !^eH59

H OH

OCOCgHs

Wzór 2

HCOO'

Wzór 3

o=c

Ócch₂)₂oh

Wzór 5

FIG.

........................._.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania nowych pochodnych taksolu o ogólnym wzorze 1, w którym Ac oznacza acetyl, a R oznacza grupę o wzorze -(CHy)_n-CO-O-(CH2)z-OH, w którym n oznacza 1-3, y oznacza 1-2, przy czym gdy n oznacza 1, to wówczas y oznacza 2, a z oznacza 2-3, znamienny tym, że pochodną 2'-0-acylo-taksolu w postaci kwasu poddaje się reakcji z glikolem alkilenowym.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako glikol alkilenowy stosuje się glikol etylenowy.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w przypadku wytwarzania, związku o wzorze 1, w którym Ac i R mają wyżej podane znaczenie, przy czym w grupie R y oznacza 2, n oznacza 2 i z oznacza 2,2'-sukcynylotaksol poddaje się reakcji z glikolem etylenowym.